Wpływ wysokości obrzeża łopatki na intensywność zawirowań w kanale turbiny gazowej

• Autorzy: Wais P.

Warianty tytułu

EN

Influence of blade tip rim geometry on turbulence intensity in gas rurbine channel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest numeryczne oszacowanie wpływu wysokości obrzeża na pole prędkości i pole ciśnienia w kanale przepływowym za krawędzią wylotową łopatki turbiny gazowej. Zamodelowano turbulentny przepływ powietrza w prostokątnym tunelu aerodynamicznym, który rozwiązano za pomocą metod numerycznych wykorzystując moduł ANSYS Workbench. Porównano izolinie prędkości otrzymane na drodze obliczeń komputerowych z wartościami prędkości uzyskanymi na podstawie pomiarów eksperymentalnych dla różnych wymiarów geometrii powierzchni obrzeża łopatki. Dodatkowo przedstawiono także izolinie energii kinetycznej turbulencji oraz rozkład ciśnienia statycznego w różnych wysokościach kanału przepływowego. Otrzymane wyniki pozwoliły na analizę wpływu kształtu powierzchni górnej łopatki na intensywność zawirowań za łopatką turbiny gazowej

EN

The flow through the gas turbine blade cascade is investigated numerically in the paper. The aim of the study is to estimate the impact of the rim height to the tip leakage flow rate and the velocity or pressure fields in the gas flow channel after the gas turbine blade cascade. Turbulent air flow in a rectangular wind tunnel is modeled and then is solved by means of numerical methods using ANSYS Workbench module. The velocity field, located at the cascade outlet, is compared to the experimental measurements. Additionally, the turbulence kinetic energy and pressure distribution at different channel sections are added. The results allow analyzing the impact of the shape of the blade tip on the intensity of turbulence in a gas turbine interblade channel.

Słowa kluczowe

PL

turbina gazowa; przepływ nadłopatkowy; energia kinetyczna turbulencji; modelowanie CFD

EN

gas turbine; blade tip flow; turbulence kinetic energy; CFD model

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 5
• Strony: 95--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wais P.

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Krakowskiej

Bibliografia

• [1] ANSYS CFX-Solver Modeling Guide
• [2] Bunker R. S., Bailey J. C.: Heat Transfer and Flow on the First Stage Blade Tip of a Power Generation Gas Turbine. Part 1: Experimental Results, 44th Gas Turbine and Aeroengine Congress, Indianapolis, Indiana, June 7-10, 1999.
• [3] Elsner J. W.: Aerodynamika palisad łopatkowych, Wyd. PAN, Wrocław 1988.
• [4] Elsner J. W.: Turbulencja przepływów, PWN, Warszawa 1987.
• [5] Giel P. W., Bunker R. S., Van Fossen G. J., Boyle R. J.: Heat Transfer Measurements and Predictions on a Power Generation Gas Turbine Blade, 45th Gas Turbine and Aeroengine Technical Congress, Munich, Germany, May 8-11, 2000.
• [6] Gryboś R.: Podstawy mechaniki płynów, PWN, Warszawa 1989.
• [7] Kwak J. S.: Ahn J., Han J-C.: Effects of rim location, rim height, and tip clearance on the tip and near tip region heat transfer of a gas turbine blade, Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 47 (2004), 5651-5663
• [8] Lee S. W., Chae B. J.: Effects of squealer rim heght on aerodynamic losses downstream of a high-turning turbine rotor blade, Experimental Thermal and Fluid Science, 32 (2008), 1440-1447.
• [9] Menter F. R.: Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications, AIAA Journal, vol. 32, 8 (1994), 1598-1605.
• [10] Wais P.: Numerical calculation of static pressure in turbine interblade passage, Rynek Energii 6 (103), 2012.
• [11] Wais P.: Intensywność turbulencji przepływu nadłopatkowego, rozdział w książce, red. Łopata S. i Grądzel S. „Maszyny i urządzenia energetyczne”, Wydawnictwo PK, Kraków 2013.