Title: Development of a computation method to account for discrete tip injection in a streamline curvature method
Language: English
Authors: Pichler, Richard 
Qualification level: Diploma
Keywords: Stromlinenkrümmungsverfahren; Einblasung; Axialverdichter
Streamline Curvature Method; Tip Injection; Axial Compressor
Advisor: Willinger, Reinhard
Issue Date: 2010
Number of Pages: 94
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Diverse Untersuchungen (Weigl, Suder, Hiller,...) zeigten das Potential von Einblasung (einblasen von bereits komprimierter Luft in the Rotorspalt) im Hinblick auf das Betriebsverhalten von Axialverdichtern. Diskrete Einblasung (gleichmäßig am Umfang verteilte Einblasedüsen) stellte sich im Hinblick auf Betriebsbereichserweiterung als besser heraus, als Einblasung realisiert mittels einer den gesamten Umfang umspannenden Düse (Schneider). Diese Untersuchungen wurden mittels CFD Rechnung und Rig Tests durchgeführt. Für Vorauslegung und Parameterstudien, wo im allgemeinen viele verschiedene Konfigurationen untersucht werden, sind diese beiden Verfahren zu teuer und zeitaufwendig. Stromlinienkrümmungsverfahren sind wesentlich schneller und werden deshalb in der Vorauslegung verwendet. Dieses Verfahren ist allerdings stationär und umfangssymmetrisch und kann deshalb nicht direkt zur Berechnung von diskreter Einblasung herangezogen werden. In dieser Arbeit wurde eine Berechnungsmethode entwickelt, die es erlaubt Einblasekonfigurationen mittels eines Stromlinienkrümmungsverfahrens zu berechnen.
Die Zuströmung zum Laufrad stromab der Einblasung wird durch die Einblasung verändert. Zuerst werden die geänderten Zuströmbedingungen im Absolutsystem erfasst. Durch die Drehbewegung des Rotors erfährt dieser eine instationäre Zuströmung. Laut Melick kann man die Systemdynamik in den Zuströmbedingungen abbilden und mit dieser geänderten Zuströmung und einem stationären Strömungslöser die instationäre Arbeitszufuhr berechnen. Dieser Ansatz wurde in einem Computerprogramm implementiert.
Mittels eines Vergleichs der Ergebenisse dieser Methodik mit Versuchsdaten wurde dann die Funktionalität des entwickelten Programms gezeigt.

The positive effects of tip injection (i.e. injection of compressed air upstream of a rotor tip) on axial compressor operating behaviour was the topic of several investigations (Weigl, Suder, Hider). Discrete tip injection (i.e. injection through equally distributed slots around the circumference) was found to be superior to one continuous slot around the whole circumference \cite{Schneider}. These investigations were either performed using rig tests or CFD analysis which are adequate for a small number of configurations. Considering preliminary design or parametric studies where generally many different configurations are treated, rig test and CFD analysis are too time consuming and expensive. In preliminary design generally streamline curvature methods are used because of their speed. This method though is steady and axisymmetric and does not allow for computations of discrete tip injection configurations where the assumptions of an axisymmetric steady flow can't be applied anymore. Hence, a computation method has to be developed to account for discrete tip injection in a streamline curvature tool.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-40915
http://hdl.handle.net/20.500.12708/12265
Library ID: AC07809494
Organisation: E302 - Institut für Energietechnik und Thermodynamik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
Appears in Collections:Thesis

Show full item record

Page view(s)

10
checked on Feb 18, 2021

Download(s)

68
checked on Feb 18, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in reposiTUm are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.