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Effects of Various Geometric Features on the Performance of a 7:1 Pressure Ratio Deeply Scalloped and Split radial turbine in a Gas turbine Engine

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Journal of Thermal Science 2022年第1期31卷 25-34页

作者： GAO Chuang HUANG Weiguang Shanghai Advanced Research Institute Chinese Academy of SciencesShanghai 201210China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

A 2 MW gas turbine engine has been developed for the distributed power *** engine features a 7:1 pressure ratio radial inflow *** this paper,influences of various geometry features are investigated including turbine tip and backface *** addition to the clearances,the effects of the inducer deep scallop and exducer rounded trailing edge are ***,geometric features associated with a split rotor(separate inducer and exducer)are *** geometry features are investigated numerically using *** of the numerical results is also compared to experimental data acquired during engine test to validate the CFD results.

关键词： radial turbine high pressure ratio scallop leakage clearance

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Forced Responses on a radial turbine with Nozzle Guide Vanes

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Journal of Thermal Science 2014年第2期23卷 138-144页

作者： LIU Yixiong YANG Ce MA Chaochen LAO DaZhong School of Mechanical Engineering Beijing Institute of Technology

radial turbines with nozzle guide vanes are widely used in various size ***,due to the interferences with guide vanes,the blades of impellers are exposed to intense unsteady aerodynamic excitations,which cause blade vibrations and lead to high cycle failures(HCF).Moreover,the harmonic resonance in some frequency regions are unavoidable due to the wide operation *** to achieve a detail insight into vibration characteristics of radial flow turbine,a numerical method based on fluid structure interaction(FSI) is ***,the unsteady aerodynamic loads are determined by computational fluid dynamics(CFD).And the fluctuating pressures are transformed from time domain to frequency domain by fast Fourier-transform(FFT).Then,the entire rotor model is adopted to analyze frequencies and mode shapes considering mistuning in finite element(FE) ***,harmonic analyses,applying the pressure fluctuation from CFD,are conducted to investigate the impeller vibration behavior and blade forced response in frequency *** prediction of the vibration dynamic stress shows acceptable agreement to the blade actual damage in consistent tendency.

关键词： radial turbine forced response modal analysis harmonic resonance

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Performance Back-deduction from a Loading to Flow Coefficient Map:Application to radial turbine

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Journal of Thermal Science 2012年第6期21卷 509-517页

作者： Xavier CARBONNEAU Nicolas BINDER Université de Toulouse Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace(ISAE)10avenue Edouard Belin BP 54032 31400 ToulouseFrance

radial turbine stages are often used for applications requiring off-design operation,as turbocharging for *** off-design ability of such stages is commonly analyzed through the traditional turbine map,plotting the reduced mass-flow against the pressure-ratio,for reduced-speed ***,some alternatives are possible,such as the flow-coefficient(Ψ)to loading-coefficient(φ)diagram where the pressure-ratio lines are actually straight lines,very convenient property to perform prediction.A robust method re-creating this map from a predicted Ψ-φ diagram is *** work has shown that this back-deduction quality,without the use of any loss models,depends on the knowledge of an intermediate pressure-ratio.A modelization of this parameter is then *** comparison with both experimental and CFD results is presented,with quite good agreement for mass flow rate and rotational speed,and for the intermediate pressure *** last part of the paper is dedicated to the application of the intermediate pressure-ratio knowledge to the improvement of the deduction of the pressure ratio lines in the Ψ-φ *** this improvement,the back-deduction method of the classical map is structured,applied and evaluated.

关键词： radial turbine off-design flow coefficient load coefficient performance

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脉冲来流时径流涡轮非定常响应特性研究

脉冲来流时径流涡轮非定常响应特性研究

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第五届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第41届...

作者：薛颖娴杨名洋魏江山邓康耀吴新涛王翠翠上海交通大学动力与机械工程学院北方发动机研究所

涡轮增压是保证无人机高空长航时的关键技术。涡轮是涡轮增压的核心部件。本文研究了径流涡轮不同频率和负荷的脉冲来流时的涡轮性能和内部气动过程,通过涡轮流场和性能试验测量了不同频率和负荷下的涡轮性能,和涡轮内部流通部件蜗壳及... 详细信息

涡轮增压是保证无人机高空长航时的关键技术。涡轮是涡轮增压的核心部件。本文研究了径流涡轮不同频率和负荷的脉冲来流时的涡轮性能和内部气动过程,通过涡轮流场和性能试验测量了不同频率和负荷下的涡轮性能,和涡轮内部流通部件蜗壳及叶轮流向的压力分布,并采用数值方法对涡轮内部蜗壳和叶轮内的流动参数变化进行研究,阐明了径流涡轮脉冲来流时涡轮内部的气动过程。研究结果表明:随着脉冲频率、脉冲幅值和涡轮转速的提高,涡轮性能的非定常性增强。蜗壳内部沿周向的压力分布表明涡轮内部压力波的传播速度为当地声速与流速的总和。同时,流动性能参数温度、流量等也以同样的速度进行传播,流动参数由压力波驱动变化。进而发现输出功与涡轮输入功具有明显相位差,但与蜗壳内部绝热功变化一致,可见能量的相位变化主要是由涡轮入口管道内部的传播造成。叶轮内部的压力测量结果表明:叶轮入口处的压力波和叶轮出口处的压力波反相。在40Hz来流频率时,两者的相位差甚至达到约180°。叶轮进出口的流动参数的反相造成膨胀比的变化范围增大且进一步影响涡轮性能。这一反相现象是叶轮的流道结构和叶轮出口转静子交界面两侧的压力、密度差距极大造成的。本研究为径流涡轮气动优化设计提供了理论基础。

关键词： radial turbine Pulsating inflows Gasdynamic behaviours Unsteady response Pressure propagation

来源： cnki会议评论

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