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Analysis of turbomachinery averaging techniques

Frey, Christian und Ashcroft, Graham und Müller, Michael und Wellner, Jens (2022) Analysis of turbomachinery averaging techniques. In: ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022, 10C. ASME Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air, 2022-06-13 - 2022-06-17, Rotterdam, The Netherlands. doi: 10.1115/GT2022-82959. ISBN 978-079188612-0.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1115/GT2022-82959

Kurzfassung

In this paper, various averaging techniques commonly used in turbomachinery applications are analyzed. It is shown how the work average relates to Miller’s mechanical work potential and that it is, in a certain way, consistent with Hartsel’s cooled turbine efficiency. It is found that a key to understand these approaches is to analyze the impact that entropy variations at inflows have on them.Second-order asymptotics of mixing entropy are used to establish a close relationship between flux and work averages. It is found that the mixing entropy asymptotic due to entropy modes is identical for both averages. The work average, along with Miller’s mechanical work potential analysis, is as optimistic as the entropy average for vorticity and acoustic modes, but as pessimistic as the flux averaging for entropy variations. This explains why mechanical work potential based analysis is pessimistic about the inflow and thus optimistic about the efficiency of a turbine for high entropy variations in the inflow, e.g. in the presence of hot streaks or film cooling.Radial averaging techniques are discussed and their impact on turbine performance is shown. Our findings are illustrated by means of the analysis of steady and unsteady flow simulations of a 1.5 stage turbine configuration.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189615/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Analysis of turbomachinery averaging techniques
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Frey, ChristianChristian.Frey (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0496-9225NICHT SPEZIFIZIERT
Ashcroft, Grahamgraham.ashcroft (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Michaelmi.mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6436-0801NICHT SPEZIFIZIERT
Wellner, JensJens.Wellner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0606-9415NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2022
Erschienen in:ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:10C
DOI:10.1115/GT2022-82959
Name der Reihe:Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air
ISBN:978-079188612-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Computational Fluid Dynamics (CFD), Fan, compressor, and turbine aerodynamic design
Veranstaltungstitel:ASME Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air
Veranstaltungsort:Rotterdam, The Netherlands
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:13 Juni 2022
Veranstaltungsende:17 Juni 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Hinterlegt von: Frey, Christian
Hinterlegt am:17 Nov 2022 11:19
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:50

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