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Diseño de Optimización de la Relación de Aspecto y la Solidez de un Rotor de Compresor Transónico de Turbina de Gas de Servicio Pesado

Autores: Liu, Shuaipeng; Geng, Shaojuan; Li, Xinlong; Jin, Yun; Zhang, Hongwu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Diseño de Optimización de la Relación de Aspecto y la Solidez de un Rotor de Compresor Transónico de Turbina de Gas de Servicio Pesado


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Influencia
Relación de aspecto
Solidez
Optimización
Eficiencia
Margen de pérdida

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para investigar la influencia de la relación de aspecto de la pala y la solidez en el rendimiento de compresores transónicos de turbinas de gas de servicio pesado, se construyó una plataforma de diseño de optimización multiobjetivo adoptando el método de parametrización de palas basado en la superposición de la distribución de grosor en la superficie de succión, el modelo de Kriging y el método de optimización NSGA-II. La distribución en el sentido de la envergadura de la solidez y el número de palas fueron las variables de optimización. La optimización multiobjetivo se llevó a cabo con la eficiencia isentrópica y el margen de pérdida como parámetros objetivos para el rotor transónico de la etapa de entrada de un compresor de turbina de gas de servicio pesado de clase F. Los resultados muestran que la eficiencia isentrópica y el margen de pérdida en condiciones de diseño con un flujo másico constante pueden mejorarse en un 0.96% y un 18.7%, respectivamente, y la relación de presión total también puede aumentar. El análisis muestra que, para las regiones donde la interacción entre la onda de choque y la capa límite es evidente, aumentar la solidez puede reducir la pérdida por onda de choque, la pérdida por interacción entre la onda de choque y la capa límite, y la pérdida por pared final, y reducir la relación de aspecto puede disminuir la pérdida por capa límite de la pala. Las distribuciones en el sentido de la envergadura de la solidez y la relación de aspecto determinan el margen de pérdida al afectar el acoplamiento radial de la carga de cada sección de la pala. La solidez en la punta cerca de la región de la punta debe determinarse de acuerdo con el campo de presión establecido por la mayor parte del flujo.

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