Static pressure drop by swirling flow of an internal cooling air system through a turbine shaft

Autor: Kishibe, Tadaharu, Kaji, Shojiro
Jazyk: japonština
Rok vydání: 1994
Předmět:
Zdroj: 航空宇宙技術研究所特別資料 = Special Publication of National Aerospace Laboratory. 27:375-380
ISSN: 0289-260X
Popis: ガスタービンの熱効率を高くするにはタービン入口温度を高くする必要があるが、これはタービンとノズルガイドベーンの材質により制限される。内部空気系によりこれらの要素を冷却すれば、その動作環境温度を材料の融点より高くすることができる。冷却用空気は圧縮機から取り込まれ、タービン軸の中空部を通過する。冷却用空気が中空軸に入るのに相対的な切線速度がゼロ、つまり絶対的な切線速度が軸の周速に等しければ、旋回流によって面倒な現象が生ずることはないと仮定されてきた。しかしながら、内部冷却空気に関する本論文の計算によると、軸の回転速度が大きくなるにつれて意外にも相対切線速度が大きくなり、その結果、静圧が著しく低下することが観測された。
High thermal efficiency of the gas turbine is dependent on high turbine entry temperature, which is limited by the turbine blade and nozzle guide vane materials. Cooling these components with internal air system allows their environmental operating temperature to exceed their melting point. The cooling air is taken from the compressor and passes through in the hollow turbine shaft. Generally, it is assumed that any troublesome phenomenon by swirling flow does not occur if the cooling air enters the hollow shaft with the relative tangential velocity equal to zero, i.e., the absolute tangential velocity equal to the circumferential speed of the shaft at the air inlet. In this calculation for an internal cooling air system, however, it is observed that unexpectedly even the relative tangential velocity grows as the rotational speed of the shaft increases, and as a result, static pressure drops remarkably.
資料番号: AA0004174057
レポート番号: NAL SP-27
Databáze: OpenAIRE