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Análisis de Sensibilidad de Parámetros Geométricos al Flujo del Sistema de Pre-rotación después de la Fractura de la Paleta de la Turbina

Autores: Zhao, Gang; Qiu, Tian; Liu, Peng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Análisis de Sensibilidad de Parámetros Geométricos al Flujo del Sistema de Pre-rotación después de la Fractura de la Paleta de la Turbina


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Sistema de pre-vórtice
Palas de turbina
Distribución de aire frío
Parámetros geométricos
Fractura de palas
Problemas de seguridad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El sistema de estator-rotor de pre-rotación es una estructura común e importante en las turbinas de gas, y su función principal es proporcionar aire frío a las palas de la turbina con una baja temperatura total relativa. En condiciones normales, los límites del sistema son simétricos y hay un margen suficiente para cada pala. Sin embargo, una fractura de las palas de la turbina puede alterar este equilibrio, resultando en condiciones de aire frío potencialmente diferentes para cada pala. Por lo tanto, para garantizar la seguridad de las otras palas después de una fractura de una sola pala, es necesario conocer la ley de distribución del aire frío del sistema después de una fractura de pala. En este artículo, se investigan los efectos de los parámetros geométricos (incluyendo el ángulo de pre-rotación, la relación de área de boquillas y orificios, la relación de separación y la relación de radio de boquilla y orificio) de un sistema de estator-rotor de pre-rotación sobre la relación de caudal másico, el coeficiente de pérdida de presión total, el coeficiente de descarga de orificios y la efectividad adiabática, mediante simulación numérica con una pala fracturada. Los resultados muestran que la mayoría de los cambios en los parámetros geométricos no aumentan la relación de caudal másico. Además, las medidas para aumentar la influencia de las boquillas de pre-rotación pueden reducir la influencia de la fractura de la pala en la distribución del caudal másico, como un mayor ángulo de pre-rotación, una menor relación de separación y un menor radio de boquilla y orificio. En cuanto a la relación de caudal másico y el coeficiente de pérdida de presión total, son más sensibles a los cambios en la relación de área de boquillas y orificios. Para el sistema de pre-rotación, para evitar problemas de seguridad más graves causados por la fractura de una pala individual, el diseñador debe esforzarse por reducir la desigualdad de la distribución del aire frío. Aumentar el efecto de la boquilla podría servir a este propósito, pero puede aumentar la volatilidad del flujo. La boquilla de pre-rotación del tipo rejilla de hojas es una buena opción para abordar las fluctuaciones del flujo.

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