Modeling of jet engine with cooling turbine

• Autorzy: Jakubowski R. , Krawczyk K.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie silnika odrzutowego z chłodzoną turbiną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problems of the turbojet engine cooling turbines are discussed in the paper. The cooling systems use in the contemporary jet engines are briefly described in the first part of the paper. Than the models of various turbine cooling systems are presented. The main attention is paid to internal convection of cooling and external film cooling processes. The turbine cooling model application in the overall jet engine model is presented in the next step. Then the results of the jet engine calculation are presented and discussed with reference to commonly applied models of the cooling turbine and the turbine without cooling. The results show the differences in the calculation data of turbine work and engine performance parameters like thrust and fuel consumption. The formulated conclusions are presented in the final part of the paper. One of them is that the proposed model of cooling turbine allows to calculate of cooling mass flow, while the models of cooling turbine commonly applied demand to assume it to the basis of statistical data.

PL

W pracy przedstawiono problematykę chłodzenia turbin silnika odrzutowego. Metody chłodzenia turbin współczesnych silników odrzutowych zostały pokrótce opisane w początkowej części pracy. Następnie przedstawiono modele opisujące wybrane metody chłodzenia turbin. Skoncentrowano się na chłodzeniu wewnętrznym (konwekcyjnym) i chłodzeniu zewnętrznym - błonowym. W następnym kroku zaprezentowano model silnika odrzutowego z uwzględnieniem modelu turbiny chłodzonej. Przedstawiono wyniki obliczeń, które odniesiono do wyników uzyskiwanych przy wykorzystaniu powszechnie stosowanych modeli opisu procesu chłodzenia, lub gdy chłodzenie turbiny było pomijane. Dokonano porównania wyników uzyskanych dla wykorzystanych modeli silnika wskazując na różnice w wyznaczonych wartościach pracy turbiny oraz osiągów silnika poprzez ocenę otrzymanych wartości ciągu i jednostkowego zużycia paliwa. Na podstawie otrzymanych wyników i wykonanych analiz opracowano wnioski. Między innymi wskazano, że prezentowany model turbiny chłodzonej pozwala na wyznaczenie masy czynnika chłodzącego turbinę, podczas gdy, powszechnie wykorzystywane modele turbiny chłodzonej w obliczeniach tego typu wymagają założenie ilości czynnika chłodzącego na podstawie danych statystycznych zawartych w literaturze.

Słowa kluczowe

EN

cooling turbine; modeling of the cooling turbine; jet engine modeling

PL

turbina chłodzona; modelowanie turbiny chłodzonej; modelowanie silnika odrzutowego

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 50, nr 3
• Opis fizyczny: Pełny tekst na DVD, Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Jakubowski R.

autor

Krawczyk K.

• Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics at Rzeszow University of Technology

Bibliografia

• [1] Chodorowski J., Ciszewski A., Radomski T.: Materiałoznawstwo lotnicze, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003.
• [2] Górski J., Orkisz M.: Wpływ modelu czynnika roboczego na parametry obiegu lotniczego silnika turbinowego, IV Sympozjum Naukowe: Problemy techniczno - eksploatacyjne w kształceniu pilotów, Dęblin, 1999.
• [3] Guha A.: An efficient generic method for calculating the properties of combustion products, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A, Vol. 215, Iss. 3, Londyn, 2001.
• [4] Guha A.: Performance and optimization of gas turbines with real gas effects, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A, Vol. 215, Iss. 4, pp 507-512, Londyn, 2001.
• [5] Horloc J., H. i in.: Limitation on Gas Turbine Performance Imposed by Large Turbine Cooling Flows, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, ASME Trans., Vol. 123, July 2001.
• [6] Japikse D.: Advanced topics in turbomachinery technology. PLS No 2, Concepts ETI Inc. Norwich, Vermont 05055, USA 1986.
• [7] Jakubowski R. Orkisz M.: Comparison analyze of single spool turbojet engine inner characteristics taking different gas model into consideration, 29th International Conference on Combustion Engines, KONES 2003, Wisła 2003.
• [8] Jakubowski R. Orkisz M.: Ocena charakterystyk eksploatacyjnych jednoprzepływowego turbinowego silnika odrzutowego z wykorzystaniem metody bilansu energetycznego, 27th International Scientific Conference on Combustion Engines, KONES 2001, pp. 268-279 Jastrzębia Góra, 2001.
• [9] Je-Chin Han, Sandip Dutta, Srinath V. Ekkad: Gas turbine heat transfer and cooling technology, Taylor & Francis, New York 2001, 646.
• [10] Orkisz M. i in. Podstawy doboru turbinowych silników odrzutowych do płatowca, Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa 18, Warszawa 2002
• [11] Young J. B., Wilcock R. C.: Modeling the Air-Cooled Gas Turbine, Journal of Turbomachinery, Vol. 124, pp. 207-222, 2002.