Моделирование нестационарного теплообмена и температурной сепарации на рабочих лопатках газовой турбины при изменении положения форсунок камеры сгорания
Попова Д.К.1, Кортиков Н.Н.1
1Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
Email: daria_well96@mail.ru
Поступила в редакцию: 11 октября 2023 г.
В окончательной редакции: 24 июля 2024 г.
Принята к печати: 29 июля 2024 г.
Выставление онлайн: 20 сентября 2024 г.
В рамках URANS-подхода разработана численная модель, на основе которой предсказано снижение температурной сепарации и динамического нагружения на рабочих лопатках турбинной ступени за счет регулировки положением форсунок на выходе камеры сгорания. Снижение величины температурной сепарации (на 7.2% по осредненному по времени числу Нуссельта) и динамического нагружения (на 81.6%) на поверхности рабочей лопатки возможно за счет регулирования положения центра форсунки относительно входа в межлопаточный канал сопловой решетки. Ключевые слова: ротор-статор взаимодействие, нестационарный теплообмен, температурная сепарация, клокинг-эффект, динамическое нагружение.
- Г.С. Самойлович. Нестационарное обтекание и колебания лопаток в турбомашинах (Наука, М., 1969)
- В.Г. Августинович, Ю.Н. Шмотин. Численное моделирование нестационарных явлений в газотурбинных двигателях (Машиностроение, М., 2005)
- T. Shang, A.H. Epstein. ASME J. Turbomachinery, 119 (7), 543 (1997)
- A.P. Saxer, H.M. Fend. Numerical Analysis of 3-D Unsteady Hotstreak Migration and Shock Interaction in Turbine Stage (International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition The Hague, Netherlands --- June 13-16, 1994), 12 p
- T. Shang, G.R. Guenette, A.H. Epstein, A.P. Saxer. The Influence of Inlet Temperature Distortion on Rotor Heat Transfer in a Transonic Turbine. (31st AIAA/ASME/SAE/ASEE. Joint Propulsion Conference and Exhibit, 1995), AIAA 95-304, 11 p
- B.T. An, J.-J. Liu, H. De Jiang. ASME J. Turbomachinery, 131, 031015 (2009)
- A.M. Basol, P. Jenny, M. Ibrahim, A.I. Kalfas, R.S. Abhari. J. Eng. Gas Turbines Power, 133, 061901 (2011)
- J. Ong, R.J. Miller. ASME J. Turbomachinery, 134, 051002 (2012)
- P. Gaetani, G. Persico. Hot Streak Evolution in an Axial HP Turbine Stage (Proceed. 12th Europ. Conf. Turbomachinery Fluid dynamics \& Thermodynamics ETC12, Stockholm, Sweden, 2017), 14 p
- B. Khanal, L. He, J. Northall, P. Adami. Unsteady Aerothermal Behavior of HP Turbine Stage Under Influence of Combustor hot Streak and Swirl (Proceed. ISUAAAT. ISUAAAT--18--59-1. 2013), 9 p
- M.G. Adams, P.F. Beard, M.R. Stokes, F. Wallin, K.S. Chana, Th. Povey. ASME J. Turbomachinery, 143, 021011 (2021)
- D. Griffini, M. Insinna, S. Salvadori, F. Martelli. ASME J. Turbomachinery, 138, 021006 (2016)
- C. Koupper, G. Bonnau, L. Gicquel, F. Duchaine. Large Eddy Simulations of the Combustor Turbine Interface: Study of the Potential and Clocking Effects (Proceed. ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. GT2016-56443), 12 p
- Simcenter STAR-CCM+ 2022.1 User Guide. 10756 p
- A.V. Grigoriev, A.I. Iakunin, N.B. Kuznechov, V.F. Kondratiev, N.N. Kortikov. Application of Harmonic Balance Method to the Simulation of Unsteady Rotor/Stator Interaction in the Single Stage (Proceed. 10th Europ. Conf. Turbomachinery. Fluid Dynamics \& Thermodynamics. ETC10, 2013, Lapperanta. Finland), p. 854-864
- N. Kortikov. Simulation of the Joint Effect of Rotor-Stator Interaction and Circumferential Temperature Unevenness on Losses in the Turbine Stage (MATEC Web of Conf. 2018. 245. 04006), DOI: 10.1051/matecconf/201824506008 EECE-2018
- T. Shang. Influence of Inlet Temperature Distortion on Turbine Heat Transfer (PhD diss., Massachusetts Institute of Technology, 1995), 224 p
- А.В. Щукин, А.В. Ильинков, В.В. Такмовцев, Т.А. Ильинкова, И.И. Хабибуллин. Теплофизика рабочих процессов в охлаждаемых лопатках газовых турбин (КНИТУ-КАИ, Казань, 2020)
- А.Ю. Снегирев. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: учебное пособие (Изд-во Политех. ун-та, СПб., 2009)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.