SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE

Centro de Tecnología
de Turbinas de Gas

Análisis de Flujo Aerotérmico

 

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  Pressure contours and velocity vectors for flow through first stage blades are determined from computational fluid dynamics codes. Boundary element codes determine heat transfer coefficients that are then used in thermal and stress analysis of the blades.
 

Los contornos de presión y los vectores de velocidad de flujo a través de la primera etapa de álabes, se determinan a partir de códigos computacionales de dinámica de fluidos. Los códigos del elemento límite determinan los coeficientes de transferencia de calor, que luego se usan en los análisis térmicos y de esfuerzo de los álabes.

La dinámica de los fluidos, la transferencia de calor, la combustión y la interacción de la estructura del fluido son disciplinas esenciales para la efectividad del diseño, aplicación y evaluación del desempeño de turbinas de gas. El Southwest Research Institute (SwRI) cuenta con una gran variedad de códigos computacionales y de análisis, tanto comerciales como de desarrollo propio, para satisfacer necesidades específicas. Se utilizan diversas instalaciones de flujo en conjunción con métodos computacionales para dar soporte a la simulación y entender los flujos de fluidos y sus interacciones con las estructuras. Las técnicas de visualización de flujo intensifican esta capacidad. Las instalaciones de flujo incluyen.

  • Sistema de purga de gas a alta presión (2,500 psi), alto volumen (750 ft3) N2

  • Lazo de recirculación de aire y gas inerte a bajSa presión (de 2 a 200 psia) a 8 MMSCFD

  • Lazo de recirculación de gas natural a baja presión (hasta 200 psia) (a 6 MMSCFD)

  • Lazo de recirculación de gas natural a alta presión (hasta 1,400 psi) (a 165 MMSCFD)

  • Túnel de agua de baja turbulencia 0–6,000 gpm

  • Túnel de combustión de alta presión, alto flujo

Instalaciones para Pruebas de Turbomaquinaria

  image of turbo-compressor test facility being prepared for full speed test of performance near stall and surge conditions
 

Turbocompresor en instalaciones de prueba, preparándose para prueba de desempeño a velocidad plena, cerca de condición de atascamiento y reflujo [surge].

El laboratorio de turbomaquinaria del SwRI está equipado para realizar detalladas investigaciones sobre compresores centrífugos, turbinas de gas, flujos internos, desempeño y problemas repentinos, tales como atascamientos, reflujo [surge] y diversas inestabilidades en la flecha y chumaceras.

En el SwRI se utiliza instrumentación especial, incluyendo mediciones láser y sistemas de telemetría de energía integrada para señales instrumentadas.

 

En el SwRI se utiliza instrumentación especial, incluyendo mediciones láser y sistemas de telemetría de energía integrada para señales instrumentadas.

 

Inestabilidad de Flujo

  graphic of contours of pressure on the mid-width plane in the vaneless diffuser
 

Contornos de presión en el plano medio en un difusor sin paletas. Las imágenes aparecen a intervalos de 10-ms.

El SwRI utiliza cómputo de dinámica de fluidos, junto con otros modelos de análisis y de 1D para predecir los flujos en turbinas, comportamientos locales y aportaciones al desempeño y las incidencias de atascamientos, reflujo [surge], reverberación u otras inestabilidades.
 

Puede predecirse la temperatura del álabe con varios grados y tipos de enfriamiento como predicción diagnóstica o como una guía para la interpretación de medi.

 

Si tiene alguna pregunta sobre tecnología de turbinas de gas o Centro de Tecnología de Turbinas de Gas, sírvase enviar un correo electrónico a Klaus Brun o llamar al (+210) 522-5449.

 

Contacto

Klaus Brun, Ph.D.

Análisis de Flujo Aero- Térmico

(210) 522-5449

kbrun@swri.org

Términos Clave

turbomaquinaria

dinámica estructural

rotordinámica

fallas de álabes

velocidades críticas

evaluación de vida útil

fallas de chumaceras

chumaceras de elemento rodante

encuestas de vibración

monitoreo de turbinas

análisis de transferencia de calor

fatiga de álabes por alto ciclado

sección caliente

selección de material

HRSG

vibración inducida por el flujo

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September 09, 2009