Deviation angle models in off-design high-pressure turbines

• Autorzy: Bugała P.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.2778

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the article, a set of deviation angle models, which are used to predict the off-design performance high-pressure turbines, has been presented, basing on a literature study. The deviation angle is a deviation between the actual flow angle and the blade inclination angle. It is an essential parameter in turbine performance evaluation. This angle shall be obtained accurately in 1-D design and evaluation, so as to ensure the validity of blade profiling and calculation results. If deviation angle is ignored, the turbine will produce a lower change of tangential velocity, and consequently a lower torque, output work and enthalpy drop than intended by the designer. For this reason, the deviation angle model needs to be established. There exist a number of different deviation models, resulting in varying degrees of flow deviation when applied. In the article, correlations for gas outlet angle, dependent on the Mach number at outlet and determined by the blade loading towards the trailing edge has been presented. The main difficulty in establishing the deviation model is a continuity in defining the angle for all speed ranges (both subcritical and supercritical). Each of the models presented in the article deals with this problem in a different way. A few deviation models, briefly discussed in the article, are based on experimental data and one is based on analytical approach.

Słowa kluczowe

EN

turbomachinery; gas turbines; high-pressure turbine; HPT; deviation angle

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 25, No. 2
• Strony: 69--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Bugała P.

• Institute of Aviation Department of Aerodynamics and Flight Mechanics Krakowska Ave. 110/114, 02-256 Warsaw, Poland tel.: [phone] ext. 359, fax: [phone]

Bibliografia

• [1] Ainley, D. G., Mathieson, G. C. R. A., Method of performance estimation for axial-flow turbines, Tech. rept. Aeronautical Research Council, London 1957.
• [2] Aronow, B. M., Żukowski, M. I., Zurawlew, B. A., Profilowanie łopatek lotniczych gazowych turbin, Wyd. Maszinostrojenie, 1975.
• [3] Balicki, W., Chachurski, R., Głowacki, P., Godzimirski, J., Kawalec, K., Kozakiewicz, A., Pągowski, Z., Rowiński, A., Szczeciński, J., Szczeciński, S., Lotnicze silniki turbinowe.Konstrukcja – eksploatacja – diagnostyka – cz. I, Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, nr 30, Warszawa 2010.
• [4] Bugała, P., Review of design of high-pressure turbine, Journal of KONES Vol. 24, No. 1, 2017.
• [5] Islam, A. M. T., Sjolander, S. A., Deviation in axial turbines at subsonic conditions, International Gas Turbine & Aeroengine Congress, 1999.
• [6] Jankowski, A., Kowalski, M., Start-up Processes' Efficiency of Turbine Jet Engines, Journal of KONBiN, Vo1. 40, Issue 1, DOI 10.1515/jok-2016-0041 pp. 63-82, Warsaw 2016.
• [7] Kowalski, M., Unstable Operation of the Turbine Aircraft Engine, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 51, 3, pp. 719-727, Warsaw 2013.
• [8] Kułakowski, B., Wpływ zmian sprawności zespołów na osiągi turbinowego silnika odrzutowego, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 20, Warszawa 1963.
• [9] Miller, A., Lewandowski, J., Praca turbin parowych w zmienionych warunkach, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1992.
• [10] Polkowski, J., Uproszczone metody obliczania stopnia turbiny z uwzględnieniem zmiennej sprawności przepływu wzdłuż łopatki, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 19, Warszawa 1963.
• [11] Rzeszutek, L., Erenc, Z., Numeryczna metoda analizy geometrii profilu łopatki i kanału międzyłopatkowego, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 81, Warszawa 1980.
• [12] Traupel, W., Thermische Turbomaschinen, Vol. I, Springer, Berlin 1977.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).