Analisi sperimentale dell'influenza del numero di Reynolds sulle prestazioni di una schiera di turbina aeronautica

Abstract

Il miglioramento dell’efficienza dei motori aeronautici rappresenta una delle principali sfide della ricerca nel settore, con importanti ricadute economiche e ambientali. In questo contesto, la tendenza verso motori più leggeri e versatili, capaci di operare efficientemente in un ampio range di condizioni, richiede uno studio approfondito dell’impatto che tali variazioni operative possono avere sulle perdite aerodinamiche all’interno delle schiere di pale. Questo studio analizza l'influenza del numero di Reynolds sulla generazione della scia e dei flussi secondari e quindi sulle perdite di profilo e secondarie di una schiera di pale di turbina di bassa pressione. I test sono stati condotti nella galleria del vento del Laboratorio di Aerodinamica e delle Turbomacchine dell’Università di Genova, esaminando tre diverse condizioni operative. I risultati sperimentali hanno evidenziato una forte dipendenza delle perdite di profilo dal numero di Reynolds, confermando la necessità di considerare attentamente questo parametro nella progettazione delle pale di turbine moderne. Al contrario, le perdite secondarie sono risultate indipendenti dalle condizioni operative del motore.

The improvement of aircraft engine efficiency represents one of the main challenges in the field of research, with significant economic and environmental implications. In this context, the trend toward lighter and more versatile engines, capable of operating efficiently over a wide range of conditions, requires an in-depth study of the impact that such operating variations can have on aerodynamic losses within blade rows. This study analyses the influence of the Reynolds number on wake generation and secondary flows, and thus on profile and secondary losses, in a low-pressure turbine blade row. The tests were carried out in the wind tunnel of the Aerodynamics and Turbomachinery Laboratory at the University of Genoa, examining three different operating conditions. The experimental results highlighted a strong dependence of profile losses on the Reynolds number, confirming the need to carefully consider this parameter in the design of modern turbine blades. Conversely, the secondary losses were found to be independent of the operating conditions under which the engine operates.