Efecto de los impulsores en el rendimiento de enfriamiento de un sistema de pre-rotación radial en motores de turbina de gas
Autores: Shen, Wenjie; Wang, Suofang; Liang, Xiaodi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efecto de los impulsores en el rendimiento de enfriamiento de un sistema de pre-rotación radial en motores de turbina de gas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Impulsores
Flujo de aire de enfriamiento
Caída de temperatura
Relación de remolino
Transferencia de calor por convección
Longitud del impulsor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Los impulsores se utilizan para aumentar la presión y asegurar que un sistema de pre-rotación radial pueda proporcionar un flujo de aire de enfriamiento suficiente a las palas de la turbina. En la literatura abierta, se investigó el mecanismo de presurización de los impulsores. Sin embargo, el efecto de los impulsores en el rendimiento de enfriamiento del sistema de pre-rotación radial no estaba claro. Para resolver el problema mencionado, se realizaron pruebas para evaluar la caída de temperatura en un sistema de pre-rotación radial con varias configuraciones de impulsores (longitudes de impulsor que varían de 0 a 0.333). Además, se utilizaron simulaciones numéricas para investigar las características de flujo y transferencia de calor del sistema de pre-rotación radial a altos números de Reynolds rotativos. Las investigaciones teóricas y experimentales revelaron que el chorro de pre-rotación y la potencia de salida generan una caída de temperatura significativa, pero los impulsores no tienen un efecto obvio en la caída de temperatura del sistema. Al aumentar la relación de rotación, los impulsores reducen el ángulo de sinergia del campo y, por lo tanto, mejoran la transferencia de calor por convección en el disco de la turbina. Además, aumentar la longitud del impulsor puede reducir el ángulo de sinergia del campo promediado por volumen y mejorar la transferencia de calor, pero la efectividad de la mejora disminuye a medida que aumenta la longitud del impulsor. Así, el estudio concluyó que los impulsores podrían mejorar el rendimiento de enfriamiento del sistema de pre-rotación radial al mejorar el enfriamiento del disco.
Descripción
Los impulsores se utilizan para aumentar la presión y asegurar que un sistema de pre-rotación radial pueda proporcionar un flujo de aire de enfriamiento suficiente a las palas de la turbina. En la literatura abierta, se investigó el mecanismo de presurización de los impulsores. Sin embargo, el efecto de los impulsores en el rendimiento de enfriamiento del sistema de pre-rotación radial no estaba claro. Para resolver el problema mencionado, se realizaron pruebas para evaluar la caída de temperatura en un sistema de pre-rotación radial con varias configuraciones de impulsores (longitudes de impulsor que varían de 0 a 0.333). Además, se utilizaron simulaciones numéricas para investigar las características de flujo y transferencia de calor del sistema de pre-rotación radial a altos números de Reynolds rotativos. Las investigaciones teóricas y experimentales revelaron que el chorro de pre-rotación y la potencia de salida generan una caída de temperatura significativa, pero los impulsores no tienen un efecto obvio en la caída de temperatura del sistema. Al aumentar la relación de rotación, los impulsores reducen el ángulo de sinergia del campo y, por lo tanto, mejoran la transferencia de calor por convección en el disco de la turbina. Además, aumentar la longitud del impulsor puede reducir el ángulo de sinergia del campo promediado por volumen y mejorar la transferencia de calor, pero la efectividad de la mejora disminuye a medida que aumenta la longitud del impulsor. Así, el estudio concluyó que los impulsores podrían mejorar el rendimiento de enfriamiento del sistema de pre-rotación radial al mejorar el enfriamiento del disco.