Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Metoda obliczeń parametrów stopnia turbiny chłodzonej w projekcie koncepcyjnym zespołu

Antas Stanisław

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2022

|

z. 94

5--22

PL

W pracy przedstawiono podstawowe rodzaje układów chłodzenia turbin lotniczych silników przepływowych oraz zasadnicze metody chłodzenia łopatek wieńców stopnia turbiny. W głównej części artykułu zaprezentowano metodę wyznaczania parametrów strumienia w przekrojach wyjściowych wieńców stopnia turbiny chłodzonej, polegającej na wykonaniu w pierwszym etapie obliczeń parametrów termicznych i kinematycznych strumienia oraz geometrycznych na średnicy średniej w stopniu niechłodzonym. Drugi etap metody obejmuje korektę parametrów spalin oraz parametrów geometrycznych profili wieńca dyszowego i wirnikowego w stopniu chłodzonym. Metoda może być stosowana w trakcie realizacji projektu koncepcyjnego stopnia osiowej turbiny chłodzonej, a oparto ją na równaniu zachowania energii, równaniu ciągłości przepływu, równaniu Eulera, pierwszej zasadzie termodynamiki oraz definicjach współczynników używanych w teorii maszyn wirnikowych. Końcowa część pracy zawiera zalecenia dotyczące parametrów geometrycznych profili wieńców chłodzonych oraz wnioski.

EN

The paper presents the basic types of turbine cooling systems for aircraft turbine engines as well as the essential methods of cooling turbine rim blades. The main part of the article presents the method of determining the stream parameters in the cross - sections of the output rims of the cooled turbine stage, consisting in the first stage of calculations of thermal and kinematic parameters for the stream and geometric parameters on the mean diameter in the uncooled stage. The second stage of the method includes the correction of the exhaust gas parameters and the geometric parameters of the profiles for the nozzle and rotor rim in a cooled stage. The method can be used during the conceptual design of the axial cooled turbine stage and is based on the energy conservation equation, the Euler’s moment of momentum equation, the first law of thermodynamics and definitions of the coefficients used in the theory of turbomachinery. The final part of the work includes recommendations regarding the geometric parameters of the cooled rim profiles and conclusions.

2

Wykonanie modeli wirnika turbiny osiowej mikrosilnika przepływowego z wykorzystaniem przyrostowych metod szybkiego prototypowania

Budzik G., Czarnecki M., Orkisz M., Wygonik P.

Silniki Spalinowe

|

2009

|

R. 48, SC1

289--294

PL

W artykule przedstawione są możliwości wykonania prototypu wirnika turbiny osiowej mikrosilnika przepływowego z wykorzystaniem przyrostowych metod szybkiego prototypowania. W celu wykonania prototypów wirnika opracowany został wirtualny model 3D-CAD. Bazą do wykonania modelu CAD były przeprowadzone wcześniej obliczenia analityczne. Model wirtualny został wykonany z zastosowaniem modelowania hybrydowego w systemie CATIA V5R18. Stworzony model CAD został poddany obróbce programowej w celu uzyskania danych niezbędnych w procesie szybkiego prototypowania (RP).Program CATIA posiada możliwości eksportu plików do formatów odczytywanych przez oprogramowanie urządzeń RP. W przedmiotowym przypadku z programu CATIA zostały wyeksportowane dane w postaci formatu STL, IGES i STEP. Format STL jest czytelny dla większości urządzeń RP, format IGES i STEP tylko dla niektórych. Następnie dane w formacie IGES i STEP zostały zaimportowane do systemu Mechanical Desktop a następnie ponownie zapisane w formacie STL z założeniem wysokiej wartości współczynnika dokładności powierzchniowej. Przedmiotowy wirnik został wykonany za pomocą dwóch metod szybkiego prototypowania: metody stereolitografii (SLA) i trójwymiarowego druku (3DP). Obie metody zasadniczo różnią się między sobą sposobem wytwarzania prototypów. W przypadku metody stereolitografii model budowany jest poprzez warstwowe utwardzanie fotopolimeru promieniem lasera UV. Metoda trójwymiarowego druku polega na warstwowym łączeniu proszku za pomocą specjalnego lepiszcza. Głównym celem badań było określenie przydatności przedstawionych metod szybkiego protoypowania do wytwarzania modeli wirników turbiny osiowej mikrosilników przepływowych. W wyniku pzeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie metody stereolitografii pozwala na uzyskanie lepszej dokładności wymiarowo kształtowej modeli wirników małych turbin mikrosilników lotniczych.

EN

The article presents possibilities of microengine axial-flow turbine manufacturing with additive Rapid Prototyping (RP) methods usage. In order to make physical prototypes of the rotor, 3D-CAD virtual model have been prepared. The basis of 3D-CAD model were analytical computer calculations. Virtual model has been made with Computer Aided System CATIA V5R18 using the hybrid method of modeling process. Virtual model have been processed and exported to rapid prototyping data – STL, IGES and STEP file. STL file data is one of the most often used RP format to build a physical model. IGES and STEP format file data are used in rapid prototyping data processing. IGES and STEP formats have been imported to Mechanical Desktop system. After data processing file have been exported to STL format with high surface accuracy factor. Axial-flow turbine rotor has been made with two additive rapid prototyping methods: stereolithography (SLA) and three dimensional printing (3DP). SLA device makes stereolitographic model by laser rays hardening consecutive layers of photopolymer. 3DP device makes three dimentional printing model by joining layers of powder. The main goal of the research was defining the suitability of rapid prototyping method to axial-flow turbine rotor model manufacturing. As a results of performed research it was found that the stereolithograpic method allows to get axial-flow turbine rotor model with higher parameters of accuracy then three dimensional printing method.

3

Tip leakage flows in turbines

Lampart P.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2006

|

Vol. 10, No 2

139-175

EN

Mechanisms of formation of the tir leakage over shrouded and unshrouded rotor blades are described in the paper. The loss diagrams for these two types of leakage in a wide range of cascade inlet and outlet flow angles are also plotted. They are obtained in a theoretical way from a model of stream mixing with the help of simplifying assumptions concerning the load of the rotor profile. Results of numerical investigations based on a 3D RANS solver FlowER are also presented in the paper. They extend on the effects of geometrical and flow parameters of the cascade (stage or stage group) on the development of flow losses in the leakage-dominated region as well as on the interaction of tip leakage flow with secondary flows. The tip clearance size, the level of flow turning in the cascade, incidence angle and the effect of relative motion of the blades and endwall are considered here in the case of unshrouded free-tip blades. In the case of shrouded rotor blades the tip leakage mass flow rate and its direction on the re-entry to the blade-to-blade passage. Since the tip leakage non-uniformities are hardly dissipated within the blade row where they originate, the interaction of the tip leakage with the flow in the downstream stator is considered. Same investigations also take into account the effect of relative motion of the stator and rotor blades.

4

CFD code - a useful tool for the turbomachinery designer

Chodkiewicz R., Sobczak K., Papierski A., Borzecki T.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2002

|

Vol. 6, No 4

553-575

EN

The presentation of CFX-TASCflow code possibilities for the turbomachinery design is the main aim of this study. In the first part of the work the compressor design process is presented. Next, CFX-TASCflow possibilities in predicting unstable operating conditions (surge) are shown. The one-stage, radial blower installed in the Institute of Turbomachinery TU of Lodz has been chosen owing to the available numerous experimental data. The pump calculations discussed in the third part concern a comparison of different turbulence models with the experimental results. In the last part devoted to the turbine design, the code usefulness is proved on the examples of the last stage design process.