Identificación Experimental de un Nuevo Patrón de Onda Secundaria en Cascadas Transónicas con Paredes Porosas
Autores: Drgan, Valeriu; Dumitrescu, Oana; Gall, Mihnea; Priscariu, Emilia Georgiana; Gherman, Bogdan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Identificación Experimental de un Nuevo Patrón de Onda Secundaria en Cascadas Transónicas con Paredes Porosas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Turbomáquinas
Patrones de ondas de choque
Pérdida de rendimiento
Interacciones SW-BLI
Paredes porosas
Hallazgos experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Los patrones de ondas de choque en turbomáquinas ocurren como resultado natural de operar en puntos fuera de diseño y son responsables de parte de la pérdida de rendimiento. En algunos casos, las interacciones entre las ondas de choque y la capa límite (SW-BLIs) pueden incluso llevar a restricciones en el mapa. El presente artículo se refiere a hallazgos experimentales en una cascada lineal transónica diseñada específicamente para mitigar las ondas de choque utilizando paredes porosas en las palas. La visualización de Schlieren revela dos fenómenos: en primer lugar, las ondas de choque se disiparon en todos los pasajes con palas, como lo predijeron los estudios de CFD. En segundo lugar, se observó un patrón de onda de presión más baja aguas arriba de las palas. Es este fenómeno del que informa el artículo y que intenta describir. Los intentos de replicar este patrón utilizando cálculos de Navier-Stokes promediados por Reynolds (RANS) indican que el método numérico puede ser demasiado disipativo para capturarlo con precisión. La campaña experimental demostró un aumento del 4% en la tasa de flujo, acompañado de variaciones mínimas en presión y temperatura, destacando el potencial de este enfoque para mejorar el rendimiento de las turbomáquinas.
Descripción
Los patrones de ondas de choque en turbomáquinas ocurren como resultado natural de operar en puntos fuera de diseño y son responsables de parte de la pérdida de rendimiento. En algunos casos, las interacciones entre las ondas de choque y la capa límite (SW-BLIs) pueden incluso llevar a restricciones en el mapa. El presente artículo se refiere a hallazgos experimentales en una cascada lineal transónica diseñada específicamente para mitigar las ondas de choque utilizando paredes porosas en las palas. La visualización de Schlieren revela dos fenómenos: en primer lugar, las ondas de choque se disiparon en todos los pasajes con palas, como lo predijeron los estudios de CFD. En segundo lugar, se observó un patrón de onda de presión más baja aguas arriba de las palas. Es este fenómeno del que informa el artículo y que intenta describir. Los intentos de replicar este patrón utilizando cálculos de Navier-Stokes promediados por Reynolds (RANS) indican que el método numérico puede ser demasiado disipativo para capturarlo con precisión. La campaña experimental demostró un aumento del 4% en la tasa de flujo, acompañado de variaciones mínimas en presión y temperatura, destacando el potencial de este enfoque para mejorar el rendimiento de las turbomáquinas.