Investigation of Performance Improvement of Gas Turbine Engine by Optimized Design of Blade Turbine Cooling Channels
2024
Adham Ahmed Awad Elsayed Elmenshawy

Aizstāvēšana
30.08.2024. 13:00, Tiešsaite https://rtucloud1.zoom.us/j/94304241685

Zinātniskais vadītājs
Ali Arshad

Recenzenti
Vitālijs Pavelko, Espen Oland, Iyad ALOMAR

Šis doktora darbs koncentrējas uz kritisku izaicinājumu – gāzturbinu dzinēju turbīnas asmeņu dzesēšanu, kas darbības laikā tiek pakļauti ekstrēmām temperatūrām un termiskajām slodzēm. Galvenokārt šie asmeņi piedzīvo intensīvu siltumu degvielas sadegšanas dēļ dzinēja degšanas kamerā, nepieciešama efektīva dzesēšanas metode, lai novērstu pārkaršanu un bojājumus.Šī pētījuma galvenais aspekts bija dzesēšanas kanālu dizaina optimizācija šajos asmens. Kanāli, kas cirkulē dzesēšanas šķidrumu, ir būtiski, lai uzturētu asmeņu temperatūru drošos robežās. Pētījums uzsver dizaina apsvērumus efektīvai dzesēšanai: nepieciešamās plūsmas ātruma nodrošināšana ar pieņemamām spiediena kritumiem, kanālu ģeometrijas optimizācija efektīvai siltuma pārnesē, minimizējot profila zudumus.Tika ņemtas vērā arī turbīnas asmeņu materiālu īpašības, ieskaitot siltumvadītspēju, siltumietilpību un kušanas punktu dzesēšanas kanālu dizaina fāzē.Veikta plaša statistiskā analīze CF6 dzinējiem, kas uzstādīti B747 lidaparātos. Tas ietvēra dzinēju bojājumu, veiktspējas testu un boroskopa inspekcijas (BI) ziņojumu izpēti dažādos ekspluatācijas apstākļos. Pētījums nodrošināja detalizētu Izplūdes Gāzu Temperatūras (EGT) robežas un citu dzinēju parametru izpēti, sniedzot ieskatus par dzinēju degradāciju un veiktspējas zudumu laika gaitā. Tas sniedza svarīgu izpratni par dzesēšanas kanālu dizainu asmeņu profilam.Nākamajā solī, izmantojot datorizētas un analītiskas metodoloģijas, pētījumā tika novērtēta bāzes modeļa (sākotnējā) NASA 3CX turbīnas asmens dzesēšanas veiktspēja. Šajā analīzē tika izmantots SolidWorks un ANSYS FLUENT, atbalstīti ar MATLAB algoritmu datu salīdzināšanai ar atsauces eksperimentālajiem datiem. Pētījumā tika salīdzinātas dažādas dzesēšanas kanālu konfigurācijas, ieskaitot U-veida, Net-veida un Strūklas ietekmes tipa kanālus, īpaši izstrādātus doktora pētījumam. Projektētie kanāli atklāja nozīmīgas atšķirības vilces spēkos un termiskajā veiktspējā, pamatojoties uz to dizaina īpašībām.Secinājumi demonstrē, ka kanālu ģeometrija, konkrēti hidrauliskais diametrs, būtiski ietekmē dzesēšanas efektivitāti. Doktora pētījums atklāj, ka strūklas ietekmes tipa dzesēšanas kanāli parādīja ievērojamu uzlabojumu dzesēšanas efektivitātē turbīnas asmens īpaši aizmugurējā malā, uzsverot kanālu dizaina nozīmi turbīnas asmens termiskās veiktspējas uzlabošanā. Šis pētījums piedāvā būtiskas atziņas par turbīnas asmens dzesēšanu, ar sekām uz gāzturbinu dzinēju ekspluatācijas efektivitātes un kalpošanas laika uzlabošanu. Promocijas darbs ir sastādīts angļu valodā, tajā ir 145 lappuses, 69 attēls, 7 tabulas, atsauces uz līdz 106 literatūras avotiem.


Atslēgas vārdi
cooling turbine blades, NASA’s 3CX
DOI
10.7250/9789934370939

Elmenshawy, Adham Ahmed Awad Elsayed. Investigation of Performance Improvement of Gas Turbine Engine by Optimized Design of Blade Turbine Cooling Channels. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2024. 148 lpp.

Publikācijas valoda
English (en)
RTU Zinātniskā bibliotēka.
E-pasts: uzzinas@rtu.lv; Tālr: +371 28399196