Resumen

Una estructura de flujo tridimensional muy compleja en el hueco de la punta de la pala y la carcasa provoca un rendimiento ineficiente de la turbina debido a las pérdidas aerotérmicas. La interacción entre el vórtice de fuga y las estructuras de flujo secundarias es la fuente sustancial de esa pérdida. En el pasado se probaron diferentes tipos de geometrías de punta de chorro para mejorar la eficiencia de la turbina. La presente investigación trata de comparar los conceptos de punta squealer parcial y de cavidad para obtener un mayor rendimiento aerotérmico. Los efectos de la punta squealer se han examinado de forma exhaustiva para una geometría de punta de pala de turbina HP sin revestimiento en una cascada lineal. En el presente trabajo, se ha investigado exhaustivamente la estructura del flujo a través del hueco de la punta mediante métodos de dinámica de fluidos computacional (CFD). Los cálculos numéricos se obtuvieron resolviendo la forma tridimensional, incompresible, estacionaria y turbulenta de las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) utilizando un solucionador de flujo viscoso de propósito general y tridimensional. Se ha utilizado el modelo de turbulencia de dos ecuaciones, transporte de esfuerzo cortante (SST). Se ha utilizado el perfil de la punta perteneciente a la Pennsylvania State University Axial Flow Turbine Research Facility (AFTRF) para crear un modelo sólido extruido del álabe de la turbina axial. Para identificar las dimensiones óptimas del borde del squealer en términos de altura y anchura del squealer, se utilizaron nuestros estudios anteriores sobre la investigación aerotérmica de la punta del squealer de tipo cavidad. Para obtener la malla, se ha utilizado una generación paramétrica efectiva utilizando una malla estructurada multizona. Los cálculos numéricos indican que los diseños de squealer parciales y de cavidad pueden ser eficaces para reducir la pérdida aerodinámica y la transferencia de calor a la punta del álabe. Los esfuerzos futuros incluirán nuevas formas de squealer para obtener un mayor rendimiento aerotérmico.

• Materias:Reacciones químicas Minería de datos Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Chemical reactions Data mining Aerodynamics Aerospace engineering Aeronautical Engineering
• Palabras claves:mayor rendimiento aerotérmico, tipo de puntas squealer, cálculo numérico, brecha de puntas, generación paramétrica efectiva, tipo de squealer, transporte de esfuerzo cortante, geometría de puntas de pala, malla estructurada multizona, geometría de puntas squealer
• Keywords:higher aerothermal performance, type squealer tips, numerical calculation, tips gap, effective parametric generation, type of squealer, shear stress transport, blade tips geometry, multizone structured mesh, squealer tips geometry