Optymalizacja kształtu oraz rozmieszczenia kanałów chłodzących w łopatkach turbin gazowych

• Autorzy: Wróblewska, A.

Warianty tytułu

EN

Optimization of shape and arrangement of cooling channels in gas turbine blades

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń dotyczących problemu chłodzenia łopatek turbin gazowych. Sformułowane zostało zagadnienie odwrotne dotyczące rozmieszczenia kanałów chłodzących w istniejącej konstrukcji łopatki z punktu widzenia kryterium optymalizacyjnego. Jako kryterium optymalizacji przyjęta została stała temperatura na brzegu zewnętrznym łopatki równa 600K i 650K. Obliczenia wykonane zostały dla łopatki Mark2 przy założeniu, że znany jest rozkład współczynnika przejmowania ciepła na brzegu zewnętrznym łopatki. Wyniki obliczeń pokazują, że rozmieszczenie kanałów chłodzących w tej łopatce nie jest prawidłowe z punktu widzenia rozpatrywanego kryterium optymalizacyjnego.

EN

In this paper, the results of calculations concerning the problem of cooling the gas turbine blades were presented. The inverse problem from the optimization criterion point of view for the arrangement of cooling channels in already-existing blade construction was formulated. Constant temperature on the outer edge of the blade equals to 600K and 650K was assumed as the optimization criterion. Calculations were made for the Mark2 blade, assuming that the distribution of the heat transfer coefficient on the outer edge of the blade was known.Results of calculation show that the arrangement of cooling channels in this blade is not correct from the optimization criterion point of view.

Słowa kluczowe

PL

zagadnienia odwrotne; źródła pozorne

EN

inverse problems; fictitious sources

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 86 [290], nr 1
• Strony: 123--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wróblewska, A.

• Politechnika Poznańska, pl. Marii Skłodowskiej-Curie 5, 60-965 Poznań,

Bibliografia

• 1. Lakshminarayana B.: Fluid dynamics and heat transfer of turbomachinery, Wiley & Sons Inc., 1996.
• 2. Bunker R.S.: Gas turbine heat transfer: 10 remaining hot gas path challenges, ASME Paper GT2006-90002, 2006.
• 3. Brenberg J.: Turbulence modelling for internal cooling of gas-turbine blades, PhD Thesis, Department of thermo and fluid dynamics, Chalmers University of Technology, Goeteborg 2002.
• 4. V. Wolfersdorf J., Achermann E., Weigand B.: Shape optimization of cooling channels using genetic algorithms, J. Heat Transfer, 119 (1997) 380-388.
• 5. Nowak G., Wróblewski W., Chmielniak T.: Optimization of cooling passages within a turbine vane, Proc. ASME TurboExpo 2005, Paper GT 2005-68552, pp. 1-8.
• 6. Hylton L.D., Mihelc M.S., Turner E.R., Nealy D.A., York R.E.: Analytical and experimental evaluation of the heat transfer distribution over the surfaces of turbine vanes, NASA CR-168015 DDA EDR 11209, 1983.
• 7. Dulikravich G.S., Martin T.J., Dennis B.H., Multidisciplinary inverse problems. 3rd Int. Conf. Inverse Problems in Engineering, Port Ludlow, USA, 1999.
• 8. Hadamard J.: Sur les problèmes aux dérivées partielles et leur signification physique, Princeton University Bulletin 1902, pp. 49-52.
• 9. Alifanov O.M.: Inverse Problems, Moscow, 1988.
• 10. Beck J.V., Blackwell B., Clair C.R.: Inverse heat conduction Ill-posed problems, New York, 1985.
• 11. Louis A.K.: Inverse und schlecht gestellte Probleme, Teubner Studienbücher: Mathematik, Stuttgart 1989.
• 12. Frąckowiak A., Botkin N.D., Ciałkowski M., Hoffmann K-H.: Iterative algorithm for solving the heat conduction inverse problems with the method of fictitious sources, in Science and Engineering, 2014.
• 13. Frąckowiak A., v. Wolfersdorf J., Ciałkowski M.: Solution of the inverse heat conduction problem described by the Poisson equation for a cooled gas-turbine blade, Int. J. Heat Mass Transfer, 54 (2011) 1236-1243.
• 14. Cannon J.R., Duchateau P.: Structural identification of an unknown source term in heat equation, Inverse Problems, 14 (1998) 535-551.
• 15. Jin B., Marin L.: The method of fundamental solutions for inverse source problems associated with the steady-state heat conduction, Int. J. Numerical Methods Eng., 69 (2007) 1570-1589.
• 16. Ling L., Yamamoto M., Hon Y.C., Takeuchi T.: Identification of source locations in two-dimensional heat equations, Inverse Problems, 22 (2006) 1289-1305.
• 17. Yan L., Fu C.-L., Yang F-L.: The method of fundamental solutions for the inverse heat source problem, Eng. Analysis Boundary Elements, 32 (2008) 216-222.
• 18. Yang C-Y.: The determination of two heat source in an inverse heat conduction problem, Int. J. Heat Mass Transfer, 42 (1999) 345-356.
• 19. Alves C.J.S., Colaço M.J., Leitão V.M.A., Martins N.F.M., Orlande H.R.B., Roberty N.C.: Recovering the source term in a linear diffusion problem by the method of fundamental solutions, Inverse Problems Sci. Eng., 16 (2010)1005-1021.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2014.14