Explorando el Efecto Aerodinámico del Tamaño de la Brecha de la Paleta a través de una Simulación Transitoria de una Turbina de Cuatro Etapas
Autores: Hu, Xinlei; Cai, Le; Chen, Yingjie; Li, Xuejian; Wang, Songtao; Fang, Xinglong; Fang, Kanxian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Explorando el Efecto Aerodinámico del Tamaño de la Brecha de la Paleta a través de una Simulación Transitoria de una Turbina de Cuatro Etapas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Impacto
Tamaño
Turbinas de baja presión
Tamaño de la separación de las palas
Efecto aerodinámico
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Con el impacto del tamaño en las turbinas de baja presión (LPT) aumentando, la distancia entre las palas se ha reducido, influyendo inevitablemente en los efectos no estacionarios dentro de la turbina. En este estudio, se investiga el efecto aerodinámico del tamaño de la distancia entre palas utilizando un modelo de Navier-Stokes promediado en Reynolds no estacionario compresible (URANS) basado en una LPT de cuatro etapas. Se realizan simulaciones en las que la distancia entre el estator de la tercera etapa (S3) y el rotor (R3) varía de 0.2 a 0.8 veces la longitud de la cuerda axial de la pala R3. El entorno de múltiples etapas refleja la complejidad de los campos de flujo de bajo número de Reynolds en la realidad. Se utiliza dinámica de fluidos computacional para analizar el campo de flujo en detalle. Los resultados demuestran que en el caso de pequeña distancia (AG-0.2), el nivel de energía cinética de turbulencia (TKE) del remolino de S3 cerca del borde de ataque de R3 es cuatro tercios del que se observa en el caso de gran distancia (AG-0.8). La mayor intensidad del remolino que impacta en la pala resulta en un mayor gradiente de presión inverso en la parte trasera de la superficie de succión de R3, lo que aumenta la pérdida de perfil. Sin embargo, el caso AG-0.2 conduce a menores pérdidas causadas por el vórtice de paso en el área del cubo bajo la influencia de la mayor intensidad del remolino.
Descripción
Con el impacto del tamaño en las turbinas de baja presión (LPT) aumentando, la distancia entre las palas se ha reducido, influyendo inevitablemente en los efectos no estacionarios dentro de la turbina. En este estudio, se investiga el efecto aerodinámico del tamaño de la distancia entre palas utilizando un modelo de Navier-Stokes promediado en Reynolds no estacionario compresible (URANS) basado en una LPT de cuatro etapas. Se realizan simulaciones en las que la distancia entre el estator de la tercera etapa (S3) y el rotor (R3) varía de 0.2 a 0.8 veces la longitud de la cuerda axial de la pala R3. El entorno de múltiples etapas refleja la complejidad de los campos de flujo de bajo número de Reynolds en la realidad. Se utiliza dinámica de fluidos computacional para analizar el campo de flujo en detalle. Los resultados demuestran que en el caso de pequeña distancia (AG-0.2), el nivel de energía cinética de turbulencia (TKE) del remolino de S3 cerca del borde de ataque de R3 es cuatro tercios del que se observa en el caso de gran distancia (AG-0.8). La mayor intensidad del remolino que impacta en la pala resulta en un mayor gradiente de presión inverso en la parte trasera de la superficie de succión de R3, lo que aumenta la pérdida de perfil. Sin embargo, el caso AG-0.2 conduce a menores pérdidas causadas por el vórtice de paso en el área del cubo bajo la influencia de la mayor intensidad del remolino.