Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2023 / Cilt: 38 - Sayı: 1

Eksenel türbin kanatları arasında oluşan ikincil akış kayıplarının birleşik bariyer-yivleme yöntemi uygulanarak azaltılmasının sayısal olarak incelenmesi

Pages
357–370
Publication Date
2022-06-21
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Sonuç olarak en fazla kazancın 2,0x1,7 mm’lik bariyer ve 1,5x5,2 mm’lik geniş yiv geometrisinin birlikte uygulanmasıyla elde edildiği belirlenmiş ve toplam basınç kayıp katsayısında % 3’lük bir iyileşme sağlanmıştır.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Eksenel türbinlerin kanat kökü ve kanat uç bölgelerinde oluşan karmaşık üç boyutlu ikincil akış yapılarının ana akış ile etkileşimi sonucunda yüksek oranda aerodinamik kayıplar oluşmaktadır.
📊
Key Findings & Data:Bu doğrultuda öncelikle bariyer ve yiv uygulanmamış rotor hali incelenmiş, ardından beş farklı geometride bariyer uygulanmış durum ve son olarak her bir bariyerle birlikte olmak üzere iki farklı yiv geometrisi birleştirilerek oluşan geometriler için akış alanları ve kayıplar incelenmiştir.
💡
Conclusion & Impact:Sonuç olarak en fazla kazancın 2,0x1,7 mm’lik bariyer ve 1,5x5,2 mm’lik geniş yiv geometrisinin birlikte uygulanmasıyla elde edildiği belirlenmiş ve toplam basınç kayıp katsayısında % 3’lük bir iyileşme sağlanmıştır.
🔬Design:Review & Systematic Survey
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:İkincil akış · eksenel türbin · ikincil akış kayıpları

Özet

Eksenel türbinlerin kanat kökü ve kanat uç bölgelerinde oluşan karmaşık üç boyutlu ikincil akış yapılarının ana akış ile etkileşimi sonucunda yüksek oranda aerodinamik kayıplar oluşmaktadır. Bu çalışmada gaz türbini kanatları arasındaki akışta oluşan ikincil akış kaynaklı aerodinamik kayıpların azaltılmasına yönelik olarak literatürde bağımsız olarak kullanılan iki yöntem birleştirilerek incelenmiştir. Bu yöntemler kanatlar arası bölgeye bariyer ilave edilmesi ve literatürde kompresör kanatları için uygulanan kasa geometrisinin yivlenmesi yöntemleridir. Bu doğrultuda öncelikle bariyer ve yiv uygulanmamış rotor hali incelenmiş, ardından beş farklı geometride bariyer uygulanmış durum ve son olarak her bir bariyerle birlikte olmak üzere iki farklı yiv geometrisi birleştirilerek oluşan geometriler için akış alanları ve kayıplar incelenmiştir. Kayıpların değerlendirilmesinde kanatlar arası bölge giriş ve çıkış toplam basınçlarında görülen farklar ve bu farkların kütle ortalamalı toplam basınç kayıp katsayısına dönüştürülmesi yöntemi uygulanmıştır. Analizlerin sonucunda gerek bariyerlerin tek başlarına ve gerekse yivlerle birlikte kayıp katsayılarında azalma sağladıkları görülmüştür. Sonuç olarak en fazla kazancın 2,0x1,7 mm’lik bariyer ve 1,5x5,2 mm’lik geniş yiv geometrisinin birlikte uygulanmasıyla elde edildiği belirlenmiş ve toplam basınç kayıp katsayısında % 3’lük bir iyileşme sağlanmıştır.

🔖

Cite This Article

YILDIRIM, E., KAVURMACIOĞLU, L. (2022). Eksenel türbin kanatları arasında oluşan ikincil akış kayıplarının birleşik bariyer-yivleme yöntemi uygulanarak azaltılmasının sayısal olarak incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 38 - Sayı: 1, 357–370. https://ajindex.com/articles/667554

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. Kiran, K. N., Anish, S., Computational investigation of secondary flow losses in linear turbine cascade by modified leading edge fence, World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering, 10 (5), 836-843, 2016
  2. Langston L.S., Secondary flow in axial turbines-a Review, Heat and Mass Transfer in Gas Turbine Systems, Annals of the New York Academy of Sciences, Vol 934, 11-26, 2001
  3. Simon, T.W., Piggush, J.D., Turbine endwall aerodynamics and heat transfer, Journal of Propulsion and Power, 22 (2), 301-312, 2006
  4. Thole K., The Gas Turbine Handbook, National Energy Technology Laboratory US, Chapter 4.2.3. Airfoil Endwall Heat Transfer, 2006
  5. Ligrani, P., Potts, G., Fatemi, A., Endwall aerodynamic losses from turbine components within gas turbine engines, Propulsion and Power Research, 6 (1), 1-14, 2017
  6. Wei N., Significance of loss models in aerothermodynamic simulation for axial turbines, Doctoral Thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm, 2000
  7. Elwan W.M., Shaalan M.R., Nassief M.M., Gobran M.H., Effects of varying tip clearance and axial flow turbine stage performance (Present State of the Art), The Egyptian International Journal of Engineering Sciences and Technology, Vol.18, No.4, 218-228, 2015
  8. Moon Y.J., Koh S.R., Counter-rotating streamwise vortex formation in the turbine cascade with endwall fence, Computers and Fluids, Pergamon, 473-490, 2001
  9. Kawai T., Adachi T., Shinoki S., Secondary flow control and loss reduction in a turbine cascade using endwall fences, The Japan Society of Mechanical Engineers International Journal, Series II, Vol.32, No.3, 1989
  10. Kawai T.,Shinoki S., Adachi T., Visualization study of three-dimensional flows in a turbine cascade endwall region”, JSME International Journal, Series II, Vol.33, No.2, 256-264, 1990
  11. Kumar, K.N., Govardhan, M., Secondary flow loss reduction using endwall fences in a turbine cascade, Proceedings of the 13th Asian Congress of Fluid Mechanics, 659-662,Dhaka-Bangladesh, December 17-21, 2010
  12. Kumar, K.N., Govardhan, M., Visualization of flow through the turbine blade cascade with optimized streamwise boundary layer fence, Journal of Flow Visualization & Image Processing, 19 (1), 57-80, 2012
  13. Goswami, S.M., Govardhan, M., Effect of lean on performance of an axial compressor rotor with circumferential casing grooves, ISROMAC 2016 International Symposium on