Efecto del flujo de chorro ranurado en el rendimiento de enfriamiento de pared final no simétrica de turbinas de alta carga
Autores: Du, Kun; Jia, Yihao; Song, Hui; Chen, Lei; Zhang, Qian; Cui, Tingting; Liu, Cunliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto del flujo de chorro ranurado en el rendimiento de enfriamiento de pared final no simétrica de turbinas de alta carga
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Temperaturas
Cargas de turbinas
Aerodinámico
Gestión térmica
Paredes finales
Turbinas de gas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
A medida que las temperaturas de entrada de las palas y las cargas de las turbinas aumentan, la gestión aerodinámica y térmica de las paredes finales de las turbinas de gas ha recibido una atención creciente. Las paredes finales no simétricas están ganando popularidad debido a su capacidad eficiente para modificar los campos de flujo secundario y cambiar el rendimiento de enfriamiento por película en las paredes finales. En este estudio, al considerar la interacción entre el flujo principal y el flujo de purga basado en el contorno de la pared final no simétrica, se estableció el modelo de investigación numérica utilizado en la presente investigación. Basado en el método numérico validado, se estudió la influencia del contorno de la pared final no simétrica en la efectividad del enfriamiento por película y las características aerodinámicas. Además, también se investigó el efecto de diferentes ángulos de inclinación en el rendimiento de enfriamiento por película de las paredes finales contorneadas. Los resultados indican que para la pala de turbina de alta carga utilizada en esta investigación, varios tipos de contorno de pared final no simétrica pueden alterar simultáneamente las características aerodinámicas y el rendimiento de enfriamiento. Al inhibir los flujos secundarios, el contorno de la pared final no simétrica puede reducir el coeficiente de pérdida de presión total de la cascada en un 0.305%. Además, el contorno de la pared final no simétrica puede mejorar significativamente el área de cobertura efectiva del flujo de purga hasta un 28.29%, y la pared final cerca del lado de succión puede lograr un mejor rendimiento de enfriamiento. Finalmente, el contorno de la pared final no simétrica puede mejorar el efecto protector del flujo de purga de gran ángulo.
Descripción
A medida que las temperaturas de entrada de las palas y las cargas de las turbinas aumentan, la gestión aerodinámica y térmica de las paredes finales de las turbinas de gas ha recibido una atención creciente. Las paredes finales no simétricas están ganando popularidad debido a su capacidad eficiente para modificar los campos de flujo secundario y cambiar el rendimiento de enfriamiento por película en las paredes finales. En este estudio, al considerar la interacción entre el flujo principal y el flujo de purga basado en el contorno de la pared final no simétrica, se estableció el modelo de investigación numérica utilizado en la presente investigación. Basado en el método numérico validado, se estudió la influencia del contorno de la pared final no simétrica en la efectividad del enfriamiento por película y las características aerodinámicas. Además, también se investigó el efecto de diferentes ángulos de inclinación en el rendimiento de enfriamiento por película de las paredes finales contorneadas. Los resultados indican que para la pala de turbina de alta carga utilizada en esta investigación, varios tipos de contorno de pared final no simétrica pueden alterar simultáneamente las características aerodinámicas y el rendimiento de enfriamiento. Al inhibir los flujos secundarios, el contorno de la pared final no simétrica puede reducir el coeficiente de pérdida de presión total de la cascada en un 0.305%. Además, el contorno de la pared final no simétrica puede mejorar significativamente el área de cobertura efectiva del flujo de purga hasta un 28.29%, y la pared final cerca del lado de succión puede lograr un mejor rendimiento de enfriamiento. Finalmente, el contorno de la pared final no simétrica puede mejorar el efecto protector del flujo de purga de gran ángulo.