2011 ASME Kroeger

Theory and Application of Axisymmetric Endwall Contouring for Compressors
Konferenzpaper ASME GT2011-45624, Vancouver, Kanada
G. Kröger, C. Voß, E. Nicke, C. Cornelius
Veröffentlichungsjahr: 2011

 

In dieser Veröffentlichung werden Theorie und Anwendung von umfangssymmetrischen Gehäusekonturen für Hochdruckstufen von Gasturbinenverdichtern vorgestellt. Die Darstellung erfolgt anhand einer realen Hochdruckstufenbeschaufelung von Siemens Energy.

Im Theorieteil werden die Auswirkungen der Gehäusekontur auf die Spaltströmung und das Strömungsfeld nahe der Blattspitze durch ein 2D Stömungsmodell nahe einer wellenförmigen Wand vereinfacht erklärt.

Im Anwendungteil wird eine gleichzeitige Optimierung der Gehäusewandkontur und der Blattspitze dargestellt. Hierdurch konnte eine Erhöhung des isentropen Stufenwirkungsgrades von ca. 0.8% und eine deutliche Verringerung der Blockage nahe der Gehäuseendwand erreicht werden, da die optimierte Blattspitzenprofilierung ideal mit der ebenfalls optimierten Gehäusekontur harmoniert.

In einem letzten Schritt wurden die Optimierungsergebnisse auf die letzten Stufen eines Gesamtverdichtermodell einer Siemens Gasturbine übertragen. So konnte der Wirkungsgrad des Verdichters signifikant gesteigert werden.

 

Vergleich

 

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