Analisi CFD degli effetti della variazione del gioco d'apice in un modello di turbina assiale
View/ Open
Author
Parodi, Giacomo <2002>
Podetti, Giulia Maria <2000>
Date
2023-07-20Data available
2023-07-27Abstract
La seguente tesi si pone come obbiettivo l’analisi degli effetti della dimensione del gioco
d’apice sulle perdite derivanti dai flussi di trafilamento all’apice di una pala rotorica in una
turbina assiale.
Tra le perdite caratterizzanti una turbina, quelle derivanti dal flusso di trafilamento risultano
essere controllabili e limitabili, modificando la geometria palare; per questo l’analisi di
tali flussi risulta fondamentale. Lo studio è stato svolto utilizzando un modello numerico
della turbina assiale della RWTH Aachen University di Aachen in Germania. In particolare
si è utilizzato un software CFD, che permettesse di rappresentare tale modello e simulare il
comportamento del flusso nelle diverse condizioni considerate, al variare del gioco all’apice
del rotore, con lo scopo di valutare gli effetti di tale variazione. Partendo dal valore di tip
clearance nominale, si sono confrontati i risultati ottenuti con casi studio con medesime dimensioni
caratterizzanti la turbomacchina, ad eccezione della dimensione del gioco d’apice.
Nel dettaglio, oltre al gioco nominale della turbina di Aachen, sono stati analizzati tre valori
distinti di tip gap.
I risultati sono stati valutati sia tramite l’analisi del campo di moto e di grandezze termodinamiche
in diversi piani della macchina, sia attraverso il confronto delle distribuzioni radiali
delle grandezze in esame ottenute attraverso la media in direzione circonferenziale, al fine
di valutare e confrontare grandezze significative descriventi il comportamento del fluido per
i quattro casi studiati. The following thesis aims to analyze the effects of the tip clearance size on losses resulting
from leakage flows at the tip of a rotor blade in an axial turbine.
Among the losses characterizing a turbine, those resulting from leakage flows are easily
controllable and limitable by modifying the blade geometry; hence the analysis of such flows
is fundamental. The study was conducted using a numerical model of an axial turbine from
RWTH Aachen University in Aachen, Germany. Specifically, a CFD software was used to
represent the model and simulate the flow behavior under different considered conditions,
varying the tip clearance at the rotor tip, with the purpose of evaluating the effects of this
variation. Starting from the nominal tip clearance value, the obtained results were compared
with case studies having the same characteristic dimensions of the turbomachinery, except
for the tip clearance size. In detail, besides the nominal tip clearance of the Aachen turbine,
three distinct values of tip gap were analyzed.
The results were analyzed through the examination of the flow field and thermodynamic
quantities in different planes of the machine, as well as comparing the radial distributions of
the examined quantities obtained through circumferential averaging, in order to evaluate and
compare significant quantities describing the fluid behavior for the four studied cases.
Type
info:eu-repo/semantics/bachelorThesisCollections
- Laurea Triennale [1954]