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Efecto de la racha caliente en el rendimiento aerotérmico de la paleta guía de turbina de alta presión bajo diferentes intensidades de remolino

Autores: Zhang, Shenghui; Ding, Shuiting; Liu, Peng; Qiu, Tian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Efecto de la racha caliente en el rendimiento aerotérmico de la paleta guía de turbina de alta presión bajo diferentes intensidades de remolino


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Gas
Remolino
HS
Aerotérmico
GNC
Calor

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En los motores aéreos civiles avanzados, el gas que sale del combustor presenta típicamente una racha caliente (HS) y un remolino que afectan el rendimiento aerotérmico de la paleta guía de tobera de alta presión (HP NGV). El propósito de este artículo es estudiar las influencias de la HS en el comportamiento aerotérmico de la HP NGV bajo remolinos de diversas intensidades. Las investigaciones numéricas se llevaron a cabo en la primera NGV de la turbina HP GE-E3. Se consideraron cuatro intensidades de remolino (|| = 0, 0.25, 0.50, 0.75) y dos orientaciones de remolino (positiva y negativa). El resultado indica que las fuerzas relativas entre el remolino y su gradiente de presión radial inducido dominan los patrones de flujo en las superficies de las palas. Así, las diversas distribuciones de líneas de corriente aparecen en las superficies y el factor dominante en cada superficie no varía con la intensidad del remolino. El remolino redistribuye el fluido frío y caliente y, por lo tanto, genera la franja oblicua relativamente caliente y la región fría en la parte superior de la pala. La carga térmica en la pala que no es impactada directamente por la HS está dictada por la migración radial de los fluidos que provienen de las regiones mencionadas anteriormente en || = 0.25 y 0.50. Sin embargo, en || = 0.75, el movimiento transversal de la HS debido al intenso remolino causa una carga térmica adicional. La carga térmica en la pala que enfrenta la HS está determinada principalmente por la migración radial de la HS. El remolino altera notablemente la distribución de la transferencia de calor en las superficies de las palas. Con remolino positivo, los coeficientes de transferencia de calor en la parte inferior del lado de succión y el lado de presión se ven mejorados y debilitados respectivamente. Como era de esperar, se observan tendencias opuestas en el caso de remolino negativo. El remolino también afecta la transición de la capa límite, y luego afecta la transferencia de calor. Los remolinos positivos y negativos ambos adelantan la transición en el lado de succión de la pala impactada directamente por el remolino, y con el aumento de la intensidad del remolino, el inicio de la transición se desplaza hacia arriba.

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