Вплив чисел Маха і Рейнольдса на аеродинамічні характеристики соплової решітки газової турбіни
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-774X.2024.01.03Анотація
Представлені результати експериментального дослідження кільцевої соплової решітки малорозмірної газової турбіни середньої віяловості у складі турбінного ступеня, а також в умовах сумісної роботи з радіальним дифузором. При наявності робочого колеса число Маха змінювалося в діапазоні 0,3 – 0,85, а в статичних умовах в діапазоні 0,3 – 1,4. Коефіцієнт витрати знаходився за інтегральною методикою з використанням дренажів, коефіцієнти втрат і усереднені кути потоку визначені за результатами детальних вимірювань параметрів потоку за решіткою пневмометричними зондами. Аеродинамічна ефективність соплової решітки знаходиться на дуже високому рівні і на розрахунковому трансзвуковому режимі коефіцієнт втрат кінетичної енергії дорівнює 0,052, а коефіцієнт повних втрат – 0,09. На режимах, де число Маха дорівнює 0,6, зафіксований дуже сильний вплив граничних умов за сопловою решіткою на її аеродинамічні характеристики, що вказує на недоліки експериментів без робочого колеса. Встановлено, що від робочого колеса можна відмовитися, якщо число Маха перевищує 0,85.
Посилання
Lim Chan Sun (2012), Razrabotka metoda prognoziro-vaniya kharakteristik turbiny na osnove eksperimental'nogo modelirovaniya gazodinamicheskikh protsessov [A method for the prediction of turbine performance characteristics through the experimental simulation of gas dynamic pro-cesses], Ph.D. Thesis, NTU “Kharkov Polytechnic Insti-tute”, Kharkov, 157 p.
Lapuzin A., Subotovich V., Yudin Yu. (2021), “New Methods Used for the Smoothing of the Three-Dimensional Flow Behind the Turbine Nozzle Cascade”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 1(5), pp. 38–46, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line). https://doi.org/10.20998/2078-774X.2021.01.07.
Lapuzin A., Subotovich V., Yudin Yu., Naumenko S. (2023), “The Method of Determining Total Losses in the Nozzle Cascades of Turbomachines”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 1–2(13–14), pp. 11–17, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line), https://doi.org/10.20998/2078-774X.2023.01.02
Lapuzin A., Subotovich V., Yudin Yu., Naumenko S., Malymon I. (2021), “Flow Characteristics of the Nozzle Blade Cascade in the Mode of the Joint Operation with the Radial Diffuser”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 3(7), pp. 5–11, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line), https://doi.org/10.20998/2078-774X.2021.03.01.
Kopelev S. Z., Slitenko A. F. (1994), Konstrukcii i raschjot sistem ohlazhdenija GTD [ ], Osnova, Kharkov, 240 p.
Sieverding C. H., Hirsch C. (Ed.) (1993), “1.5 Types of Cascade Tunnels (continuous, blow down/suction, short duration open closed loop) and References to Existing Lit-erature on Instrumentation”, Advanced Methods for Cas-cade Testing, pp. 7–10, ISBN 92-835-0717-7, Access mode: https://www.sto.nato.int/publications/AGARD/AGARD-AG-328/AGARDAG328.pdf (accessed 12 May 2024).
Goldman L. J., McLallin K. L. (1977), “Effect of Endwall Cooling on Secondary Flows in Turbine Stator Vanes”, AGARD 49th Propulsion and Energetics Panel Confer-ence, The Hague, 28 March – 4 April 1977, NASA TM X-73568, Access mode: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19770011215/downloads/19770011215.pdf (accessed 12 May 2024).
Williamson R. G., Moustapha S. H. (1986), “Annular Cascade Testing of Turbine Nozzles at High Exit Mach Numbers”, Journal of Fluids Engineering, vol. 108, pp. 313–320, https://doi.org/10.1115/1.3242579.
Govardhan M., Venkatrayulu N., Prithvi Raj D. (1986), “Secondary Losses in a Large Defection Annular Turbine Cascade: Effect of the Entry Boundary Layer Thickness”, Proceedings of the ASME 1986 International Gas Turbine Conference and Exhibit. Vol 1: Turbomachinery, Dussel-dorf 8–12 June 1986, Paper No. 86-GT-171, https://doi.org/10.1115/86-GT-171.
Williamson R. G., Moustapha S. H., Huot J. P. (1986), “The Effect of a Downstream Rotor on the Measured Per-formance of a Transonic Turbine Nozzle”, Journal Tur-bomachinery, vol. 108(2), pp. 269–274, https://doi.org/10.1115/1.3262047.
Povey T., Jones T. V., Oldfield M. L. G. (2007), “On a Novel Annular Sector Cascade Technique”, Journal Tur-bomachinery, vol. 129(1), pp. 175–183, https://doi.org/10.1115/1.2372766.
Donovan W. H. (1995), Experimental and Computational Investigation of Flow Through an Annular Turbine Cas-cade, Ph.D. Thesis, Naval Postgraduate School, Monterey, 96 p., Access mode: https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA302953.pdf (accessed 12 May 2024).
Hodson H. P., Dominy R. G., Hirsch C. (Ed.) (1993), “3.1 Annular Cascades”, Advanced Methods for Cascade Test-ing, pp. 73–85, ISBN 92-835-0717-7, Access mode: https://www.sto.nato.int/publications/AGARD/AGARD-AG-328/AGARDAG328.pdf (accessed 12 May 2024).
Lapuzin A., Subotovich V., Yudin Y., Malymon I. (2024), “Aerodynamic Tunnel for Tests of Turbine Annular Cas-cades”, Advances in Aerodynamics, no. 6, https://doi.org/10.1186/s42774-024-00172-6.
