Dissertação

Numerical Assessment of the Flow Field in a Variable Geometry Radial Inflow Turbine EVALUATED

Liebherr-Aerospace Toulouse SAS é uma empresa especializada na concepção de sistemas de ar condicionado para o sector aeroespacial. O coração destes sistemas é uma turbomáquina constituída por um ventilador, um compressor centrífugo e uma turbina radial. Aplicações recentes requerem uma gama de funcionamento mais alargada e um rendimento elevado sobre toda a gama, o que impossibilita a utilização de uma turbina clássica. A implementação de um mecanismo de geometria variável permite desacoplar o caudal mássico da velocidade de rotação e razão de pressões, possibilitando o acesso a uma gama mais alargada de pontos de funcionamento. Os efeitos da implementação de um sistema a geometria variável, quer na topologia de escoamento quer na performance da turbina radial, foram estudados numericamente. Diferentes tamanhos e posições da folga (folga no lado do cubo, caixa exterior ou em ambos os lados) entre a ponta das pás do distribuidor e as paredes foram simuladas, cada uma para a abertura nominal das pás e para a abertura máxima. O escoamento de fuga no distribuidor gera um vórtice de ponta da pá que interage com o escoamento principal e modifica localmente as propriedades deste. O rendimento da turbina é tão deteriorado quanto maior for essa folga. Para um mesmo tamanho de folga e posição das pás do distribuidor, a performance da turbina pode ser melhorada dependendo de onde a folga é posicionada. No caso da abertura máxima existe separação do escoamento nas pás do rotor, o que reduz a secção útil de passagem e causa perdas adicionais.
Turbina Radial, Geometria variável, Pás Directrizes, CFD, Distribuidor, Folga

Novembro 22, 2013, 16:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Luís Rego da Cunha de Eça

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar