Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc điểm dòng chảy và truyền nhiệt tại đầu cánh tuabin khí không có vỏ với các hình dạng khác nhau
Tóm tắt
Bài viết này mô tả các nghiên cứu số về dòng chảy và truyền nhiệt trong cánh tuabin rotor không có vỏ của tuabin khí cỡ lớn với bốn cấu hình đầu cánh. Bằng cách so sánh các đường đồng mức của hệ số truyền nhiệt trên đầu cánh phẳng của cánh rotor tuabin HP trong động cơ máy bay GE-E3 với dữ liệu thực nghiệm tương ứng, mô hình turbulence κ-ω đã được chọn cho các mô phỏng số hiện nay. Các điều kiện biên đầu vào và đầu ra cho cánh rotor tuabin được xác định như một tuabin khí thực tế, được thu nhận từ các mô phỏng toàn bộ giai đoạn 3D. Cánh rotor và tường cuối trục quay, trong khi vỏ cố định. Những ảnh hưởng của các cấu hình đầu cánh lên dòng chảy rò rỉ đầu cánh và truyền nhiệt đầu cánh đã được thảo luận. Kết quả cho thấy các cấu hình đầu cánh khác nhau đã thay đổi mô hình dòng chảy rò rỉ và phân bố áp suất trên bề mặt hút gần với đầu cánh. So với đầu cánh phẳng, tổng tổn thất áp suất do dòng chảy rò rỉ đã giảm đối với đầu cánh squealer toàn phần và đầu cánh squealer bên áp suất, trong khi tăng lên đối với đầu cánh squealer bên hút. Đầu cánh squealer bên hút dẫn đến hệ số truyền nhiệt trung bình thấp nhất trên đầu cánh so với các cấu hình đầu cánh khác.
Từ khóa
#dòng chảy #truyền nhiệt #tuabin khí #cánh rotor #cấu hình đầu cánhTài liệu tham khảo
R. E. Mayle, D. E. Metzger: Heat Transfer at the Tip of an Unshrouded Turbine Blade. Proceedings of the Seventh International Heat Transfer Conference, September 6–10, 1982, Munich, West Germany, Vol.3, pp87–92, (1982).
R. S. Bunker, J. C. Bailey, A. A. Ameri: Heat Transfer and Flow on the First Stage Blade Tip of a Power Generation Gas Turbine, Part 1: Experimental Results, NASA/ CR 1999-209152, (1999).
Gm. S. Azad, J. C. Han, S. Teng: Heat Transfer and Flow Distribution on a Gas Turbine Blade Tip, ASME Paper No. GT2000-194, Proceedings of ASME TURBO EXPO 2000, May 8–11, 2000, Munich, Germany, (2000).
Gm. S. Azad, J. C. Han, R. Boyle: Heat Transfer and Flow on the Squealer Tip of a Gas Turbine Blade. ASME Journal of Turbomachinery, Vol.122, pp725–732, (2000).
Gm. S. Azad, J. C. Han, R. S. Bunker, C. P. Lee: Effect of Squealer Geometry Arrangement on a Gas Turbine Blade Tip Heat Transfer. ASME Journal of Heat Transfer, Vol.124, pp452–459, (2002).
J. S. Kwak, J. C. Han: Heat Transfer Coefficients on the Squealer Tip and Near Squealer Tip Regions of a Gas Turbine Blade, ASME Journal of Heat Transfer, Vol.125, pp669–677, (2003)
J. S. Kwak, J. Ahn, J. C. Han, C. P. Lee, R. S. Bunker, R. Boyle, R. Gaugler: Heat Transfer Coefficients on the Squealer Tip and near Tip Regions of a Gas Turbine Blade with Single or Double squealer. ASME Paper No. GT2003-38907, Proceedings of ASME TURBO EXPO 2003, June 16–19, 2003, Atlanta, Georgia, USA, (2003).
P. Palafox, M. L. G. Oldfield, P. T. Ireland, T. V. Jones, J. E. LaGraff: Blade Tip Heat Transfer and Aerodynamics in a Large Scale Turbine Cascade With Moving Endwall, ASME Journal of Turbomachinery, Vol.134, pp021020.1-11, (2012).
H. Yang, S. Acharya, S. V. Ekkad, C. Prakash, R. Bunker: Flow and Heat transfer Prediction for a Flat Tip Turbine Blade, ASME Paper No.GT2002-30190, Proceedings of ASME TURBO EXPO 2002, June 3–6, 2002, Amsterdam, The Netherlands, (2002).
F. Mumic, D. Eriksson, B. Sunden: On the Prediction of Tip Leakage Flow and Heat Transfer in a Gas Turbine, ASME Paper No.GT2004-53448, Proceedings of ASME TURBO EXPO 2004, June 14–17, 2004, Vienna, Austria, (2004).
D. L. Yang, X. B. Yu, Z. P. Feng: Investigation of Leakage Flow and Heat Transfer in a Gas Turbine Blade Tip with Emphasis on the Effect of Rotation, ASME Paper No. GT2008-51215, Proceedings of ASME TURBO EXPO 2008, June 9-13, 2008, Berlin, Germany, (2008)
B. Sunden, G. Xie: Gas Turbine Blade Tip Heat Transfer and Cooling: A Literature Survey, Heat Transfer Engineering, Vol.31, No.7, pp527–554, (2010).
J. S. Kwak, J. C. Han: Heat Transfer Coefficient on a Gas Turbine Blade Tip and Near Tip Regions, AIAA Paper No. 2002-3012, Proceedings 8th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, 24–26 June 2002, St. Louis, MO, USA, (2002).