Efectos de las Propiedades Termofísicas del Gas en la Refrigeración por Película en el Endwall a Rango Completo de una Paleta de Turbina
Autores: Liu, Jian; Xu, Mengyao; Xi, Wenxiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efectos de las Propiedades Termofísicas del Gas en la Refrigeración por Película en el Endwall a Rango Completo de una Paleta de Turbina
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Turbina
Enfriamiento por película
Pared final
Propiedades termofísicas del gas
Cobertura del refrigerante
Orificios de enfriamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Para proteger la pared final de la turbina del daño por calor de los gases de escape calientes, el enfriamiento por película es el método más significativo. Las complejas estructuras de vórtices en la pared final, como el desarrollo de vórtices en forma de herradura y el flujo transversal, afectan la cobertura de enfriamiento en la pared final. En este estudio, se investigan los efectos de las propiedades termofísicas del gas en el enfriamiento por película de rango completo de una pala de turbina. Se consideran tres tipos de modelos de propiedades termofísicas del gas, es decir, el modelo de gas de propiedad constante, el modelo de gas ideal y el modelo de gas real, con seis patrones de orificios de enfriamiento por película de rango completo en la pared final basados en diferentes principios de distribución. A partir de los resultados, cuando se consideran las propiedades termofísicas del gas, la cobertura del refrigerante en la región de la unión de la pala del lado de presión (PS) se mejora en el Patrón B, Patrón D, Patrón E y Patrón F, que están diseñados respectivamente en función del espacio medio del pasaje, las líneas de corriente limitantes, los coeficientes de transferencia de calor (HTCs) y el patrón de cuatro orificios. La distribución en la pared final está determinada principalmente por la relación relativa de la velocidad de eyección y la densidad del gas caliente y el refrigerante. Para los orificios de enfriamiento en la pared final con un ángulo de inyección de 30 grados, la relación de densidad es más dominante en la determinación de la cobertura del refrigerante. En el ángulo de inyección de 45 grados, es decir, en la región de la ranura, la velocidad de eyección es más dominante en la determinación de la cobertura del refrigerante. Cuando la velocidad de eyección es lo suficientemente grande desde la ranura, la cobertura del refrigerante en la región de la pared final aguas abajo también se mejora.
Descripción
Para proteger la pared final de la turbina del daño por calor de los gases de escape calientes, el enfriamiento por película es el método más significativo. Las complejas estructuras de vórtices en la pared final, como el desarrollo de vórtices en forma de herradura y el flujo transversal, afectan la cobertura de enfriamiento en la pared final. En este estudio, se investigan los efectos de las propiedades termofísicas del gas en el enfriamiento por película de rango completo de una pala de turbina. Se consideran tres tipos de modelos de propiedades termofísicas del gas, es decir, el modelo de gas de propiedad constante, el modelo de gas ideal y el modelo de gas real, con seis patrones de orificios de enfriamiento por película de rango completo en la pared final basados en diferentes principios de distribución. A partir de los resultados, cuando se consideran las propiedades termofísicas del gas, la cobertura del refrigerante en la región de la unión de la pala del lado de presión (PS) se mejora en el Patrón B, Patrón D, Patrón E y Patrón F, que están diseñados respectivamente en función del espacio medio del pasaje, las líneas de corriente limitantes, los coeficientes de transferencia de calor (HTCs) y el patrón de cuatro orificios. La distribución en la pared final está determinada principalmente por la relación relativa de la velocidad de eyección y la densidad del gas caliente y el refrigerante. Para los orificios de enfriamiento en la pared final con un ángulo de inyección de 30 grados, la relación de densidad es más dominante en la determinación de la cobertura del refrigerante. En el ángulo de inyección de 45 grados, es decir, en la región de la ranura, la velocidad de eyección es más dominante en la determinación de la cobertura del refrigerante. Cuando la velocidad de eyección es lo suficientemente grande desde la ranura, la cobertura del refrigerante en la región de la pared final aguas abajo también se mejora.