Исследование влияния ширины вращающегося диффузора на адиабатическую эффективность и снижение давления в системе подвода воздуха к рабочей лопатке турбины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты численного моделирования влияния ширины вращающегося диффузора на эффективность системы подвода воздуха к рабочей лопатке турбины, определенные с учетом геометрии диффузора и реальных эффектов течения вязкого теплопроводного газа. Расчеты проведены в диапазоне вращательного числа Рейнольдса 1.69e7Ф <2.33e7 и безразмерного расхода воздуха 2.79e5 w < 5.73e5 , что соответствует реальным режимам работы ГТД. В исследованном диапазоне чисел Рейнольдса и безразмерного расхода результаты расчетов показали, что в узком вращающемся диффузоре слои Экмана отсутствуют, в диффузоре средней ширины слои Экмана исчезают при увеличении Cw , в широком присутствуют, но занимают незначительную часть области течения у вращающихся стенок. Таким образом, при увеличении ширины диффузора проявлялись слои Экмана, но их влияние на интегральные характеристики потока не обнаружено. В итоге влияние ширины вращающегося диффузора на его адиабатическую эффективность и снижение давления оказалось несущественным. Приведены обоснования к выбору сеточной дискретизации и модели турбулентности.

Об авторах

Р. А. Диденко

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева

Автор, ответственный за переписку.
Email: rommdi@rambler.ru

Аспирант кафедры авиационных двигателей и энергетических установок

Россия

Д. В. Карелин

Научно-производственное объединение «Сатурн», г. Рыбинск

Email: press@npo-saturn.ru

Заместитель начальника конструкторского отдела турбин

Россия

Д. Г. Иевлев

Научно-производственное объединение «Сатурн», г. Рыбинск

Email: dmitry.ievlev@npo-saturn.ru

Начальник конструкторского отдела

Россия

В. В. Лебедев

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева

Email: root@rsatu.ru

Кандидат технических наук 

Доцент кафедры авиационных двигателей и энергетических установок

Россия

Е. В. Белоусова

Научно-производственное объединение «Сатурн», г. Рыбинск

Email: press@npo-saturn.ru
Россия

Список литературы

  1. Karabay, H. Flow in a "Cover-Plate" Preswirl Rotor-Stator System/ H. Karabay, J.-X. Chen, R. Pilbrow [et al] J.of TM vol 121, pp. 160-166.
  2. Lewis, P. Physical Interpretation of Flow and Heat Transfer in Pre-swirl systems / P. Lewis, М. Wilson, G. Lock [et al] ASME Paper GT2006-90132.
  3. Owen, J.M. Flow and Heat Transfer in Rotating-Disc Systems, Volume 2: Rotating Cavities / J M Owen, R.H. Rogers Research Studies Press, Taunton, UK / Wiley, New York.1995.
  4. Owen, J. M. Source-sink flow inside a rotating cylindrical cavity / J.M. Owen, J. R. Pincombe, R. H. Rogers J. Fluid Mech. (1985). VOZ. 156, pp. 233-265.
  5. Owen, J. M. An Approximate Solution for the Flow Between a Rotating and a Stationary Disk / J. M. Owen J. of Turbomachinery, vol. 111, p 323.
  6. ANSYS CFX 11 help.
  7. Bardina, J.E. Turbulence Modeling, Validation, Testing and Development / J.E. Bardina, P.G. Huang, Coakley T.J. NASA Technical Memorandum 110446, 1997.
  8. Louis, J. F. Turbulent Flow Velocity Between Rotating Co-axial Disks of Finite Radius / J.F. Louis, A.J. Salhi, J of Turbomachinery, vol 111, p. 333.
  9. Youyou, Yan Mahmood Farzaneh Gord Gary D Lock Michael Wilson J Michael Owen FLUID DYNAMICS OF A PRE-SWIRL ROTOR-STATOR SYSTEM / Yan Youyou ASME Paper GT-2002-30415.
  10. Morse, A.P. Numerical Prediction of Turbulent Flow in Rotating Cavities J. of Turbomachinery / A.P. Morse vol 110, p. 202.
  11. Ong, C.L. Boundary-Layer Flows in Rotating Cavities / C.L. Ong, J.M. Owen J. of Turbomachinery, vol. 111, p 341.
  12. El-Sadi, Н. CFD study of hpt blade cooling flow supply systems / Н. El-Sadi, G. Guevremont, R. Marini [etal] ASME Paper GT2007 27228.
  13. Gupta, A.K. Numerical Simulation of TOBI Flow – Analysis of the Cavity between a Seal-Plate and HPT Disk with Pumping Vanes / A. K. Gupta, D. Ramerth, D. Ramachandran, ASME Paper GT2008-50739.
  14. Jarzombek, K. Flow Analysis in gas turbine pre-swirl cooling air systems – variation of geometric parameters / K. Jarzombek, H.J. Dohmen, F.-K. Benra, O. Schneider ASME Paper GT2006-90445.
  15. Karabay, H. Performance of Pre-Swirl Rotating-Disc Systems / H. Karabay, R. Pilbrow, M. Wilson // J. of Eng. For G.T and Power, vol 122, p 442-450.
  16. Karabay, H. Predictions of effect of swirl on flow and heat transfer in rotating cavity / H. Karabay, M. Wilson, J. M. Owen Int. J.of Heat and Fluid Flow 22(2001) 143-155.
  17. Lewis, P. Effect of radial location of nozzles on performance of pre-swirl systems / P. Lewis, М. Wilson, G. Lock [et al] ASME Paper GT2008-50295.
  18. Lewis, P. Physical Interpretation of Flow and Heat Transfer in Pre-swirl systems / P. Lewis, М. Wilson, G. Lock [et al] ASME Paper GT2006-90132.
  19. El-Oun, Z.B. Preswirl Blade-Cooling Effectiveness in an Adiabatic Rotor-Stator System/ Z.B. El-Oun, J.M. Owen ASME J. Turbomachinery, 111, 1989. pp. 522-529.
  20. Chew, J.W. Pre-Swirled Cooling Air Delivery System Performance / J.W. Chew, F. Ciampoli, N.J. Hills [et al] ASME Paper GT2005-68323. 2005.
  21. Farzaneh-Gord, M. Numerical and Theoretical Study of Flow and Heat Transfer in a PreSwirl Rotor-Stator System / M. Farzaneh-Gord, M. Wilson, J.M. Owen ASME Paper GT2005-68135. 2005.
  22. Chew, J.W. Numerical predictions for laminar source-sink flow in a rotating cylindrical cavity / J.W. Chew, J.M. Owen, J.R. Pincombe J. Fluid Mech. (1894), vol 143, pp. 541-466.
  23. Karabay, H. Approximate solutions for flow and heat transfer in pre-swirl rotating-disc systems/ H. Karabay, M. Wilson, J.M. Owen ASME Paper 2001-GT-0200.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Вестник СГАУ, 2015

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах