Vliv ucpávkových proudů na integrální charakteristiky turbínového stupně

Abstract

Disertační práce se věnuje teoretickému, experimentálnímu a výpočtovému výzkumu vlivu mísení parazitních ucpávkových proudů s hlavním proudem v axiálním turbínovém stroji. Autor zde shrnuje svou dosavadní činnost, která se zaměřovala na teoretický rozbor práce turbínových stupňů, přípravě matematických modelů používaných při jejich navrhování, jejich experimentální ověření a vyhodnocení dat získaných z experimentů i z numerických simulací. Práce je rozdělena na čtyři hlavní části. V první teoretické části je představen základní popis práce turbíny, který je založen na základech termodynamiky. Dále jsou představeny rovnice používané při návrhu turbínového stupně. Část teoretického úvodu popisuje dnešní možnosti numerických simulací proudění v turbínových stupních. V rešerši odborné literatury je představeno několik autorů ztrátových modelů. Rešerše se dále zaměřuje především na ztráty způsobené interakcí ucpávkových proudů s hlavním proudem. Druhá část práce popisuje experimentální zařízení, na kterém probíhalo ověřování teoretických předpokladů. Po popisu zařízení je představen i způsob vyhodnocení naměřených dat. Nutnou součástí měření bylo i provedení kalibrací měřidel a vyhodnocení nejistot měření. Třetí část práce se zaměřuje na popis numerických výpočtů, které byly provedeny za účelem možnosti detailnějších rozborů proudových poměrů v experimentálním turbínovém stupni. Tyto výpočty byly provedeny v softwaru CFX, přičemž autor práce prováděl přípravu geometrie, okrajových podmínek a následně vyhodnocoval výsledky. Samotné řešení bylo provedeno externí společností. Čtvrtá a poslední část práce se věnuje srovnání experimentálně měřených a numericky simulovaných dat. Z výsledků je pomocí nového detailního rozpadu celkové ztráty turbínového stupně na jednotlivé složky určen dodatečný vliv ztrát přisuzovaných mísení hlavního proudu s proudem z ucpávky.