Efecto de la entrada en el flujo y la transferencia de calor aguas arriba y aguas abajo de un disco de turbina rotatorio
Autores: Tang, Hui; Cho, GeonHwan; Patinios, Mario; Scobie, James A.; Sangan, Carl M.; Owen, J. Michael; Lock, Gary D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Efecto de la entrada en el flujo y la transferencia de calor aguas arriba y aguas abajo de un disco de turbina rotatorio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ingreso
Flujo de purga
Temperaturas
Efectividad del sellado
Efectividad adiabática
Espacio de la rueda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La entrada es la penetración de un gas caliente en el anillo de una turbina a través del sello de borde en el espacio entre el disco de la turbina en rotación (el rotor) y la carcasa estacionaria adyacente (el estator). Se utiliza un flujo de purga para prevenir o reducir la entrada, y se relaciona con las tasas de flujo de la purga y la entrada. En este documento, se utiliza un modelo para relacionar las temperaturas de un rotor térmicamente aislado, el flujo de purga y la entrada. Se utiliza un número adimensional para relacionar la efectividad del sellado en el estator y la efectividad adiabática en el rotor, respectivamente. Este documento informa sobre el primer estudio experimental del efecto de la entrada y el flujo de purga en las temperaturas adiabáticas de ambas superficies del rotor, tanto aguas arriba como aguas abajo. Se han obtenido mediciones de concentración y remolino en una gama de purgas en los espacios de rueda aguas arriba y aguas abajo del rotor en un banco de turbinas. En pruebas de calentamiento transitorio, se utilizaron termopares de respuesta rápida para medir la temperatura del aire en el núcleo del espacio de rueda; simultáneamente, se determinaron las temperaturas de las superficies del rotor aguas arriba y aguas abajo a partir de sensores infrarrojos. Las temperaturas extrapoladas en estado estacionario (obtenidas mediante un análisis de estimación de máxima verosimilitud) se utilizaron para determinar la efectividad adiabática en función de la tasa de flujo de purga. El efecto de amortiguamiento del flujo de purga para ambos espacios de rueda se cuantificó mediante comparaciones entre la variación de la efectividad con la tasa de flujo de purga. Se demostró que la efectividad del sellado para el espacio de rueda aguas abajo era mayor que para el espacio de rueda aguas arriba. En consecuencia, y de acuerdo con el modelo teórico, se demostró que el efecto de amortiguamiento del flujo de purga era menor aguas abajo.
Descripción
La entrada es la penetración de un gas caliente en el anillo de una turbina a través del sello de borde en el espacio entre el disco de la turbina en rotación (el rotor) y la carcasa estacionaria adyacente (el estator). Se utiliza un flujo de purga para prevenir o reducir la entrada, y se relaciona con las tasas de flujo de la purga y la entrada. En este documento, se utiliza un modelo para relacionar las temperaturas de un rotor térmicamente aislado, el flujo de purga y la entrada. Se utiliza un número adimensional para relacionar la efectividad del sellado en el estator y la efectividad adiabática en el rotor, respectivamente. Este documento informa sobre el primer estudio experimental del efecto de la entrada y el flujo de purga en las temperaturas adiabáticas de ambas superficies del rotor, tanto aguas arriba como aguas abajo. Se han obtenido mediciones de concentración y remolino en una gama de purgas en los espacios de rueda aguas arriba y aguas abajo del rotor en un banco de turbinas. En pruebas de calentamiento transitorio, se utilizaron termopares de respuesta rápida para medir la temperatura del aire en el núcleo del espacio de rueda; simultáneamente, se determinaron las temperaturas de las superficies del rotor aguas arriba y aguas abajo a partir de sensores infrarrojos. Las temperaturas extrapoladas en estado estacionario (obtenidas mediante un análisis de estimación de máxima verosimilitud) se utilizaron para determinar la efectividad adiabática en función de la tasa de flujo de purga. El efecto de amortiguamiento del flujo de purga para ambos espacios de rueda se cuantificó mediante comparaciones entre la variación de la efectividad con la tasa de flujo de purga. Se demostró que la efectividad del sellado para el espacio de rueda aguas abajo era mayor que para el espacio de rueda aguas arriba. En consecuencia, y de acuerdo con el modelo teórico, se demostró que el efecto de amortiguamiento del flujo de purga era menor aguas abajo.