Influencia del filete de ranura y el filete de raíz de paleta en el rendimiento de enfriamiento del fondo de paleta de la turbina
Autores: Du, Kun; Pei, Xiangpeng; Shan, Xiaoming; Zhao, Zunsheng; Liu, Cunliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Influencia del filete de ranura y el filete de raíz de paleta en el rendimiento de enfriamiento del fondo de paleta de la turbina
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Técnicas de mecanizado
Turbina de gas
Rendimiento de enfriamiento
Navier-Stokes promediado por Reynolds
Filete de raíz de palas
Enfriamiento adiabático.
Licencia
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Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Debido a las técnicas de mecanizado y la deposición de polvo, las ranuras y las raíces de las palas de la turbina de gas siempre están redondeadas, lo que afecta significativamente el rendimiento de enfriamiento de la pared final. Se investigaron los efectos del redondeo de la ranura y de la raíz de la pala en el rendimiento de enfriamiento de la pared final de la turbina de gas resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds (RANS) con el modelo de turbulencia k- SST. Los resultados indican que la distribución de velocidad del refrigerante de la ranura se modifica eficazmente al introducir los redondeos de la ranura. Entre los cuatro casos, la mayor efectividad de enfriamiento adiabático se obtuvo para el caso con dos redondeos similares, con un aumento del 42% en el área de enfriamiento efectiva en comparación con la ranura tradicional. A MFR = 0.75%, el vórtice en forma de herradura se debilita con la introducción del redondeo de la pala con un radio pequeño, con un aumento del 53% en el área de enfriamiento efectiva en comparación con la línea base. Sin embargo, el redondeo de la pala con un radio grande hace que el flujo de la capa límite se separe prematuramente, disminuyendo el rendimiento de enfriamiento. La cobertura lateral del chorro de refrigerante del orificio de película incrustado en el redondeo de la raíz de la pala se mejora considerablemente al aumentar el radio del redondeo de la raíz de la pala. Sin embargo, la cobertura en dirección del flujo disminuye y se incrementa la pérdida termodinámica.
Descripción
Debido a las técnicas de mecanizado y la deposición de polvo, las ranuras y las raíces de las palas de la turbina de gas siempre están redondeadas, lo que afecta significativamente el rendimiento de enfriamiento de la pared final. Se investigaron los efectos del redondeo de la ranura y de la raíz de la pala en el rendimiento de enfriamiento de la pared final de la turbina de gas resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds (RANS) con el modelo de turbulencia k- SST. Los resultados indican que la distribución de velocidad del refrigerante de la ranura se modifica eficazmente al introducir los redondeos de la ranura. Entre los cuatro casos, la mayor efectividad de enfriamiento adiabático se obtuvo para el caso con dos redondeos similares, con un aumento del 42% en el área de enfriamiento efectiva en comparación con la ranura tradicional. A MFR = 0.75%, el vórtice en forma de herradura se debilita con la introducción del redondeo de la pala con un radio pequeño, con un aumento del 53% en el área de enfriamiento efectiva en comparación con la línea base. Sin embargo, el redondeo de la pala con un radio grande hace que el flujo de la capa límite se separe prematuramente, disminuyendo el rendimiento de enfriamiento. La cobertura lateral del chorro de refrigerante del orificio de película incrustado en el redondeo de la raíz de la pala se mejora considerablemente al aumentar el radio del redondeo de la raíz de la pala. Sin embargo, la cobertura en dirección del flujo disminuye y se incrementa la pérdida termodinámica.