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Efecto de la purga en los flujos secundarios en la turbina debido a la interacción entre el flujo de cavidad y el canal principal

Autores: Biassoni, Daniele; Barsi, Dario; Lengani, Davide

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Efecto de la purga en los flujos secundarios en la turbina debido a la interacción entre el flujo de cavidad y el canal principal


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Esfuerzos
Temperaturas de entrada de la turbina
Soluciones de refrigeración
Estator
Rotor
Cavidad.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Hoy en día, se están realizando muchos esfuerzos para aumentar las temperaturas de entrada de la turbina (TIT), con el objetivo de aumentar la eficiencia en las turbinas de aeronaves y generación de energía. Debido al nivel de temperatura más alto, son necesarias soluciones de enfriamiento avanzadas para preservar la durabilidad del material. Es esencial evitar el contacto entre los gases calientes y los componentes sensibles a la temperatura, como los discos de la cavidad del estator y el rotor. La optimización del rendimiento de las turbinas de gas modernas se centra en reducir las fugas y refinar los sistemas de sellado. La interacción entre el flujo principal y el flujo de cavidad en los sistemas de estator/rotor tiene un papel significativo en la generación de pérdidas. Este estudio emplea simulaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds no estacionarias (URANS) para investigar las interacciones no estacionarias dentro de la cavidad del estator/rotor de una turbina de baja presión. Los resultados numéricos se comparan y validan con datos experimentales obtenidos en el banco de cavidad de la Universidad de Génova. La investigación se centra en los efectos de las interacciones entre el estator y el rotor, incluyendo la ingestión de estela de las barras del rotor aguas arriba y la influencia de bloqueo de los efectos potenciales aguas abajo en la efectividad del sellado de la cavidad. En este artículo, se muestra una comparación entre la tasa de flujo de aire de enfriamiento cero y la condición de sellado de la cavidad. Se presta especial atención a los mecanismos de pérdida no estacionarios que ocurren aguas abajo de la fila de palas y en áreas donde el flujo de cavidad vuelve a entrar en el canal principal, mostrando cómo las tasas de flujo de enfriamiento afectan estas pérdidas. De este estudio, se puede ver que al aumentar la tasa de flujo de enfriamiento inyectada en la cavidad, hay un aumento en el efecto del vórtice del paso del cubo y hay una interacción más intensa entre el flujo principal y el flujo de cavidad. Estos resultados ofrecen valiosos conocimientos sobre los mecanismos de interacción entre el flujo principal y el flujo de cavidad.

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