Resumen

Como equipo central del sistema de generación de energía, una turbina de gas es un dispositivo de conversión de energía indispensable en la industria nacional. El flujo en el interior de una turbina de alta presión (TAP) es muy inestable, lo que tiene una gran influencia en el rendimiento aerotérmico y la resistencia estructural. Para aclarar mejor el mecanismo de flujo y orientar el diseño avanzado, en el artículo se investigan las características básicas del flujo de las turbinas transónicas mediante un modelo modificado de simulación adaptable a la escala (SAS) basado en el modelo de turbulencia de transporte de esfuerzo cortante (SST). Los resultados numéricos revelan la formación y el desarrollo de las estructuras de flujo secundarias, como el vórtice de estela, la onda de presión, la onda de choque y las interacciones entre ellas. Las características de longitud y frecuencia de la estela concuerdan con la simulación de grandes remolinos (LES) y los datos experimentales. Basándose en la información detallada del flujo, se realiza el análisis de las pérdidas locales utilizando la tasa de generación de entropía. En resumen, el flujo relacionado con los vórtices de la estela es el principal origen de la inestabilidad y la pérdida de entropía en la cascada de la turbina de alta presión.

• Materias:Motores (Mecánica) Vehículo espacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Engines Space vehicles Aeronautical Engineering
• Palabras claves:vórtice de estela, origen de la inestabilidad, información detallada del flujo, transporte de la tensión de cizallamiento, características básicas del flujo, tasa de generación de entropía, simulación de grandes remolinos, sistema de generación de energía, estructura del flujo secundario, cascada de turbinas de presión
• Keywords:wake vortex, origin of unsteadiness, detailed flow information, shear stress transport, basic flow characteristics, entropy generation rate, large eddy simulation, power generation system, secondary flow structure, pressure turbine cascade