Investigation of endwall flows and losses in axial turbines. Part II. The effect of geometrical and flow parameters

• Autorzy: Lampart P.

Warianty tytułu

PL

Badanie przepływów i strat brzegowych w turbinach osiowych. Część II. Wpływ parametrów geometrycznych i przepływowych palisady

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Results of numerical investigations based on a 3D RANS solver FlowER, explaining the effects of geometrical and flow parameters on the development of endwall flows are presented. The blade height-to-chord ratio, flow turning in the cascade, inlet angle and radial distribution of pressure and profile load are considered here. It is also shown how the secondary flow patterns change in the case of non-nominal incidence at the suction side of the blade and due to interaction with shroud leakage and periodical turbine wakes.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych wpływu parametrów geometrycznych i przepływowych palisady turbinowej na rozwój przepływów brzegowych. Rozważano wpływ stosunku wysokość/cięciwa łopatki, odchylenia przepływu w palisadzie, kąta wlotowego oraz promieniowego rozkładu ciśnienia i obciążenia profilu. Pokazano także jak zmienia się obraz przepływów wtórnych w przypadku nienominalnego napływu na stronę ssącą łopatki oraz podczas oddziaływania przepływu głównego z przeciekiem nadbandażowym i periodycznymi śladami spływowymi. Obliczenia wykonano z pomocą programu FlowER, solwera modelu 3D RANS.

Słowa kluczowe

EN

axial turbine; endwall flow; secondary flow; enthalpy loss

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 47 nr 4
• Strony: 829--853
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Lampart P.

• The Szewalski Institute of Fluid-Flow Machinery, Polisch Academy of Science, Gdańsk, Poland,

Bibliografia

• 1. Dejch M.,E., Filippov G.A., Lazarev L.Ja., 1965, Collection of Profiles for Axial Turbine Cascades, Machinostroienie, Moscow [in Russian]
• 2. Denton J.D., Xu L., 1999, The exploitation of 3D flow in turbomachinery design, VKI LS, 1999-02
• 3. Gardzilewicz A., Lampart P., Świrydczuk J., Kosowski K., 2000, Investigation of flow losses in turbine blading systems using CFD, Part I. Calculation method, Turbomachinery (Cieplne Maszyny Przepływowe), 117, 1, 179-186
• 4. Gibboni A., Menter J.R., Peters P., Wolter K., Pfost H., Breisig V., 2003, Interaction of labyrinth seal leakage flow and main flow in an axial turbine, ASME Pap., GT2003-38722
• 5. Gregory-Smith D., Graves C.P., Walsh J.A., 1988, Growth of secondary losses and vorticity in an axial turbine cascade, Trans. ASME J. Turbomachinery, 110, 1-8
• 6. Lampart P., 2006a, Investigation of aerodynamics of turbine blading systems using CFD methods, Zeszyty Naukowe IMP PAN, 544/1503/2006 [in Polish]
• 7. Lampart P., 2006b, Tip leakage flows in turbines, TASK Quart., 10, 2, 135-175
• 8. Lampart P., 2009, Investigation of endwall flows and losses in axial turbines. Part I. Formation of endwall flows and losses, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 47, 2, 321-342
• 9. Lampart P., Gardzilewicz A., 1999, Numerical study of 3D blading in HP impulse turbines, Cieplne Maszyny Przepływowe, 115, 297-310
• 10. Lampart P., Yershov S., Rusanov A., Szymaniak M., 2004, Tip leakage/main flow interactions in multi-stage HP turbines with short-height blading, ASME Pap.. GT2004-53882
• 11. Peters P., Breisig V., Giboni A., Lerner C., Pfost H., 2000, The in- fluence of the clearance of shrou-ded rotor blades on the development of the flowfield and losses in the subsequent stator, ASME Pap., 2000-GT-478
• 12. PŁK stator profile tables, Rep. Zamech, Elbląg, Poland [in Polish]
• 13. Traupel W., 1977, Thermische Turbomaschinen, Band I, Springer-Verlag, Berlin
• 14. Walsh J.A., Gregory-Smith G.D., 1990, Inlet skew and the growth of secondary losses and vorticity in a turbine cascade, Trans. ASME, J. Turbomachinery, 112, 633-642
• 15. Yamamoto A., Matsyunuma T., Outa E., 2001, Three-dimensional flows and losses in an ultrahighly loaded turbine, Rep. National Aerospace Lab., Tokyo, Japan
• 16. Yershov S., Rusanov A., 1997, The Application Package FlowER for the Calculation of 3D Viscous Flows Through Multi-Stage Machinery, Certificate of Registration of Copyright, Ukrainian State Agency of Copyright and Related Rights, Kiev
• 17. Yershov S., Rusanov A., Gardzilewicz A., Lampart P., Świrydczuk J., 1998, Numerical simulation of viscous compressible flows in axial turbomachinery, TASK Quart., 2, 2, 319-347