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Estudio numérico sobre la influencia de la intensidad de la turbulencia en la entrada en cascadas de turbinas

Autores: Wu, Xuan; Zhang, Yanfeng; Zhu, Junqiang; Lu, Xingen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Estudio numérico sobre la influencia de la intensidad de la turbulencia en la entrada en cascadas de turbinas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Intensidad de turbulencia
Capa límite
Flujo secundario
Variación de pérdidas
Técnicas de simulación numérica
Turbina de alta presión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 32

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La intensidad de turbulencia en la entrada de la turbina de alta presión juega un papel importante en el desarrollo del flujo secundario y la evolución de la capa límite en el pasaje de la turbina. Desafortunadamente, la investigación actual a menudo pasa por alto el efecto de acoplamiento entre la separación de la capa límite y el flujo secundario en la pared final, y carece de una exploración integral de la variación de pérdidas. Para complementar la investigación existente, este estudio utiliza técnicas de simulación numérica para investigar la evolución de la capa límite y el flujo secundario en las cascadas de turbinas de alta presión bajo diferentes intensidades de turbulencia, con resultados de investigación experimental como base. Además, se analiza la relación entre la pérdida de perfil y la pérdida de flujo secundario en la pared final. Los resultados de la investigación indican que una mayor intensidad de turbulencia puede mejorar la capacidad de anti-separación de la capa límite, reduciendo así la pérdida de perfil de la pala causada por la separación en la capa límite. Sin embargo, intensidades de turbulencia más altas (Tu) aumentan el desarrollo del flujo secundario dentro de la cascada, lo que lleva a un aumento significativo en las pérdidas de flujo secundario. Se emplean métodos del criterio Q para mostrar las estructuras de vórtice dentro del pasaje, mientras que se utiliza la descomposición de pérdidas para descubrir las variaciones de diferentes pérdidas bajo diferentes intensidades de turbulencia (Tu de 1% y 6%). Con la excepción de una ligera disminución en la pérdida de presión total (Yp) cuando Tu aumenta del 1% al 2%, Yp muestra un aumento sustancial en todos los demás casos con el aumento de Tu. Además, este estudio explica por qué la pérdida de las cascadas de turbinas de alta presión muestra una tendencia de primero aumentar y luego disminuir con el aumento de la intensidad de turbulencia en la entrada.

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