A Preliminary design system for axial flow turbines

Abstract

Eksenel akışlı türbinler için bilgisayar programlarından oluşan bir ön tasarım sistemi geliştirildi. Akış alanı bir optimizasyon prosedürü kullanılarak belirlendi. Akış açılan basit radyal denge denkleminin serbest vorteks çözümü ile hesaplandı. Temel pale geometrisi açık literatürde bulunan korelasyonlar aracılığıyla saptandı. Türbin verimliliği kayıp bileşenleri analizi metodlan ile tahmin edildi. Pale profili polinomlardan ve dairesel yaylardan oluşturuldu. Kompresör analizi için geliştirilmiş bir içakış çözücüsü türbin analizi için uyarlandı. Pale üzerinde konveksyon ve film ile soğutma hesaplaması yapan bir bilgisayar programı geliştirildi. Geliştirilen bilgisayar programlan, J-85-GE-13 gaz türbini motoruüzerinde bir ön tasarım çalışması gerçekleştirilerek ve sonuçlan deneysel verilerle karşılaştırarak test edildi. Anahtar kelimeler: Eksenel akışlı türbin, türbin performans tahmini, içakış analizi, türbin pale soğutma vi

A preliminary design system for axial flow turbines consisting of computer codes has been developed. The annulus shape is determined by using an optimization procedure. The free vortex solution to the simple radial equilibrium is applied to establish the flow angles. Basic blade geometry is determined by utilizing correlations available in the open literature. Loss component analysis methods are used to estimate turbine efficiency. The blade profile is generated by means of polynomials, splines and circular arcs. A compressor throughflow solver is modified for use on turbines. A code is developed to perform blade cooling computations for a combination of convection and film cooling. The codes are tested by performing a preliminary design study on the J-85-GE-13 gas turbine engine and comparing the results with experimental data. IIIKeywords : Axial flow turbine, turbine performance prediction, throughflow analysis, turbine blade cooling IV