Keywords
method for calculation
cooled stage
How to Cite
Abstract
The paper presents the basic types of turbine cooling systems for aircraft turbine engines as well as the essential methods of cooling turbine rim blades. The main part of the article presents the method of determining the stream parameters in the cross - sections of the output rims of the cooled turbine stage, consisting in the first stage of calculations of thermal and kinematic parameters for the stream and geometric parameters on the mean diameter in the uncooled stage. The second stage of the method includes the correction of the exhaust gas parameters and the geometric parameters of the profiles for the nozzle and rotor rim in a cooled stage. The method can be used during the conceptual design of the axial cooled turbine stage and is based on the energy conservation equation, the Euler’s moment of momentum equation, the first law of thermodynamics and definitions of the coefficients used in the theory of turbomachinery. The final part of the work includes recommendations regarding the geometric parameters of the cooled rim profiles and conclusions.
References
Antas, S. (2006). Ocena wpływu wybranych metod modyfikacji maszyn wirnikowych turbinowych silników śmigłowych i śmigłowcowych na zapas statecznej pracy sprężarki (praca habilitacyjna). Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.
Antas, S., & Wolański, P. (1989). Obliczenia termogazodynamiczne lotniczych silników turbinowych. Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej.
Biełousow, A.N., Musatkin, N.F., & Radko, W.M. (2003). Teoria i rasczet awiacionnych łopatocznych maszin. Samarskij Gos. Aerokosm. Inst.
Dżygadło, Z. i in. (1982). Zespoły wirnikowe silników turbinowych. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności.
Farokhi, S. (2014). Aircraft propulsion. Second edition. John Wiley and Sons.
Inoziemcew, A.A., Nichamkin, M.A., & Sandrackij, W.L. (2008). Osnowy konstruirowania awiacionnych dwigatielej i energeticzeskich ustanowok. T.2. Maszinostrojenie.
Je-Chin, H., Sandip D., Srinath, V., & Ekkard, D. (2001). Gas turbine heat transfer and cooling technology. Taylor & Francis.
Kopeliew, S.Z. (1983). Ochłażdajemyje łopatki gazowych turbin. Nauka, Moskwa 1983.
Kopeliew, S.Z. (1984). Projektirowanie protocznoj czasti turbin awiacionnych dwigatelej. Maszinostrojenie.
Kopeliew, S.Z., & Tichonow, N.D. (1974). Rasczet turbin awiacionnych dwigatielej. Maszinostrojenie.
Kułagin, W.W. i in. (2005). Teoria, rasczet i proektirowanie awiacionnych dwigatelej
i energeticzeskich ustanowok. Maszinostroenie.
Lakshminarayana, B. (1996). Fluid dynamics and heat transfer of turbomachinery. Wiley & Sons Inc.
Łokaj, W.I. i in. (1985). Tiepłopieredacza w ochłażdajemych detaliach gazoturbinnych dwigatelej letatelnych apparatow. Maszinostrojenie.
Łokaj, W.I., Maksutowa, M.K., & Strunkin, W.A. (1979). Gazowyje turbiny letatelnych apparatow. Maszinostrojenie.
Łokaj, W.I., & Salnikow, G.M. (1979). Termogazodinamiczeskij rasczet wysokotemperaturnych ochłażdajemych turbin awiacionnych. G.T.D. KA.
Madejski, J. (1988). Wymiana ciepła w turbinach cieplnych. Ossolineum.
Mamajew, B.I., Musatkin, N.F., Aronow, B.M. (1984). Gazodynamiczeskoje projektirowanie osiewych turbin awiacionnych. G.T.D. Ku.A.I.
Nieczajew, Ju.N., & Fiedorow, R.M. (1977). Teoria awiacionnych gazoturbinnych dwigatielej. Cz. I. Maszinostroje.
Nowak, G. (2011). Optymalizacja kanałów wewnętrznego chłodzenia łopatek turbiny gazowej. Wydawnistwo Politechniki Śląskiej.
Okita, Y., Nita, K., & Kubo, S. (2017). Aerodynamic performance of novel lightweight turbine blade. Transactions of the ASME. Journal of Turbomachinery, 139(7), 071005-1-071005-7. https://doi.org/10.1115/1.4035604.
Pawlenko, G.W., Wołow, A.G. (2007). Gazodinamiczeskij rasczet osiewoj gazowoj turbiny. Charkowskij Awiacionnyj Institut.
Sieniawski, J. (1995). Kryteria i sposoby oceny materiałów na elementy lotniczych silników turbinowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.
Szczeciński, S. i in. (1984). Lotnicze silniki turbinowe. Konstrukcja i Eksploatacja. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności.
Young, J.B., & Wilcock, R.C. (2002a). Modeling the air-cooled gas turbine: part 2- coolant flows and losses. Transactions of the ASME. Journal of Turbomachinery, 124(2), 214-222. https://doi.org/10.1115/1.1415038 .
Young, J.B., & Wilcock, R.C. (2002b). Modeling the air-cooled gas turbine: part 1-general thermodynamics. Transactions of the ASME. Journal of Turbomachinery, 124(2), 207-213. https://doi.org/10.1115/1.1415037.
Ziricki. G.S. i in. (1971). Gazowyje turbiny dwigatielej letatelnych apparatow. Maszinostroenie.