Definición del Coeficiente de Zweifel Modificado y del Coeficiente de Elevación Considerando el Efecto Compresible
Autores: Ni, Ming; Wei, Zuojun; Deng, Weimin; Ren, Guangming; Gan, Xiaohua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Definición del Coeficiente de Zweifel Modificado y del Coeficiente de Elevación Considerando el Efecto Compresible
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Carga de la cuchilla
Compresibilidad
Coeficiente de Zweifel
Coeficiente de sustentación
Método intermedio
Número de Mach
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
La predicción precisa de la carga de las palas es crucial para diseñar turbomáquinas eficientes, pero los métodos tradicionales a menudo descuidan el impacto de la compresibilidad, lo que lleva a inexactitudes a altas velocidades. Este estudio investiga el efecto de la compresibilidad en los parámetros de carga de las palas, particularmente el coeficiente de Zweifel y el coeficiente de sustentación, en cascadas de turbinas. Se propone un nuevo método intermedio (IM), con propiedades de flujo promedio derivadas tanto de las condiciones de entrada como de salida, para mejorar la precisión de los cálculos en regímenes de flujo compresible. Este método se basa en el teorema de Kutta-Joukowski extendido para flujo compresible e incorpora el número de Mach directamente en las definiciones modificadas del coeficiente de Zweifel y del coeficiente de sustentación. El análisis revela que el ángulo de flujo promedio, calculado utilizando un enfoque ponderado por velocidad, sirve como un parámetro crucial para los estudios de similitud de palas. El método de corrección propuesto se aplica y valida en base a simulaciones CFD de la cascada de turbinas VKI-RG. El IM y las definiciones modificadas proporcionan un marco robusto para predecir con precisión la carga de las palas a altas velocidades, lo que permite mejorar el diseño y análisis de turbomáquinas.
Descripción
La predicción precisa de la carga de las palas es crucial para diseñar turbomáquinas eficientes, pero los métodos tradicionales a menudo descuidan el impacto de la compresibilidad, lo que lleva a inexactitudes a altas velocidades. Este estudio investiga el efecto de la compresibilidad en los parámetros de carga de las palas, particularmente el coeficiente de Zweifel y el coeficiente de sustentación, en cascadas de turbinas. Se propone un nuevo método intermedio (IM), con propiedades de flujo promedio derivadas tanto de las condiciones de entrada como de salida, para mejorar la precisión de los cálculos en regímenes de flujo compresible. Este método se basa en el teorema de Kutta-Joukowski extendido para flujo compresible e incorpora el número de Mach directamente en las definiciones modificadas del coeficiente de Zweifel y del coeficiente de sustentación. El análisis revela que el ángulo de flujo promedio, calculado utilizando un enfoque ponderado por velocidad, sirve como un parámetro crucial para los estudios de similitud de palas. El método de corrección propuesto se aplica y valida en base a simulaciones CFD de la cascada de turbinas VKI-RG. El IM y las definiciones modificadas proporcionan un marco robusto para predecir con precisión la carga de las palas a altas velocidades, lo que permite mejorar el diseño y análisis de turbomáquinas.