Lektion 4 Gasturbiner Modellering

Præsentationer af emnet: "Lektion 4 Gasturbiner Modellering"— Præsentationens transcript:

1 Lektion 4 Gasturbiner Modellering
Motorer og turbiner Lektion 4 Gasturbiner Modellering

2 Gasturbiner

3 Gasturbiner

4 Gasturbiner - brændkammer

5 Applikationer

6 Dimensionsløse modeltal
Tryktal (energital): Flowtal Y: specifik optagen energi (E) [J/kg] : skovlfortrængningsfaktor [-] u22 : periferihastighed [m/s] p: pumpevirkningsgrad Q: volumenstrøm [m3/s] D2: løberdiameter [m] b2: udløbsbredde [m] n: omdrejningstal [s-1]

7 Skalering Specifik pumpe Pumpefamilie

8 Kendetal (koefficienter)
Head coefficient CH () Power coefficient CP Virkningsgrad 

9 Turbomaskiner - modeller

10 Aksialturbiner – reaktion

11 Aksialgitre Accellerationsgitre (kraftmaskinerturbiner)
Accellerationsgitter Decellerationsgitter Stator (ledeapparat) Rotor (løbehjul) Accellerationsgitre (kraftmaskinerturbiner) Accellererer strømningen Sænker trykket (jf Bernoulli) Decellerationsgitre (arbejdsmaskiner kompressorer, pumper) Bremser strømningen op Hæver trykket (jf Bernoulli)

12 Aksialgitre – hastighedstrekanter og definitioner
Indløbshastigheder w1, u1, c1 Udløbshastigheder w2, u2, c2 Indløbsvinkel β1, α1 Udløbsvinkel β2, α2 Omdrejning Indfaldsvinkel, profilvinkler Kordelængde l Gitterdeling t Delingsforhold t/l

13 Energiudveksling i aksialgitre
Aksialkraft For stator For rotor

14 Energiudveksling i aksialgitre
Tangentialkraft for stator Resulterende kraft For rotor

15 Energiudveksling i aksialgitre
Vingeprofil

16 Energiudveksling i aksialgitre
Friktion giver en yderligere kraft – FD - dragkraften

17 Hovedligninger Stator Rotor Euler
Accellerationsgitter Decellerationsgitter Rotor Accellerationsgitter Decellerationsgitter Euler

18 Virkelige processer Som for dampturbiner er delprocesserne mindre end ideelle  stigende entropi i kompressions- og ekspansions-processerne, tryktab i opvarmings- og afkølingsprocesserne. Isentropisk virkningsgrad - kompressor

19 Reheat + regeneration Termisk virkningsgrad
Optimum ved ens trykforhold T3=T5=T7 Isentropiske processer  Termisk virkningsgrad større end for regenerative cycle men mindre end for intercooler+ regeneration

20 Driftsforhold Indførelse af trykforhold
For et givet temperaturforhold findes et trykforhold der giver maksimalt nettoarbejde

21 Max temperatur (air standard)
Processer går mod max virkningsgrad  nettoarbejde går mod 0

22 Sammenhæng mellem design og performance
Øget rotordeflektion Øget massestrøm (aksialhastighed) Øget rotorhastighed

23 Smith chart