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INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF DIFFERENT ROTOR COMPONENTS ON THE AXIAL IMPELLER TIP CLEARANCE AT DIFFERENT OPERATING POINTS

Köhler, Martino und Schaffrath, Robert und Lockan, Michael und Nicke, Eberhard (2024) INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF DIFFERENT ROTOR COMPONENTS ON THE AXIAL IMPELLER TIP CLEARANCE AT DIFFERENT OPERATING POINTS. In: GPPS Chania24 Online Proceedings. Global Power And Propulsion Society. GPPS Chania24 - Technical Conference for Power and Propulsion Sector, 2024-09-04 - 2024-09-06, Chania, Griechenland. doi: 10.33737/gpps24-tc-041.

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Offizielle URL: https://gpps.global/gpps-chania24-proceedings/

Kurzfassung

This work examines a radial turbo-compressor for a high-temperature heat pump (HTHP) with steam as the working medium. The given boundary conditions result in very small blade heights for the impellers. It is therefore necessary to minimize the gap between the impeller and housing in order to ensure the lowest possible gap flow. It is to be expected that even small deviations towards a larger gap have a major negative impact on the performance of the compressor. Nevertheless, a collision must also be avoided. In order to find efficient and reliable impeller designs an automated optimization is performed considering aerodynamic as well structural aspects (Schaffrath et al., 2022). However, the optimal impeller design represents the so-called hot geometry under operating conditions, for the manufacturing process this geometry have to be transformed into the so-called cold geometry (Schaffrath et al., 2023). Due to the necessary quality of detail in the gap maintenance, the question arises as to whether it is sufficient to execute the hot-to-cold transformation exclusively on the impeller and whether there is a significant influence of the other components of the rotating system. The FE simulation is used to compare the maximum axial deformation values between the design of the single impeller and the entire rotating system. The result shows a deviation in axial deformation of more than 50% compared to the result of the hot-to-cold transformation (H2C) used in optimization process chain. This shows that the single impeller calculation is not sufficient to precisely achieve the gap on which the CFD design is based.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207412/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF DIFFERENT ROTOR COMPONENTS ON THE AXIAL IMPELLER TIP CLEARANCE AT DIFFERENT OPERATING POINTS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Köhler, MartinoMartino.Koehler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-0551-6302NICHT SPEZIFIZIERT
Schaffrath, RobertRobert.Schaffrath (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8487-8299NICHT SPEZIFIZIERT
Lockan, Michaelmichael.lockan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-8765-8667171173113
Nicke, EberhardEberhard.Nicke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2024
Erschienen in:GPPS Chania24 Online Proceedings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.33737/gpps24-tc-041
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Corsini, Alessandroinfo (at) gpps.globalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Global Power And Propulsion Society
Status:veröffentlicht
Stichwörter:FEM, CFD, axial tip clearance, axial deformation, impeller, radial compressor
Veranstaltungstitel:GPPS Chania24 - Technical Conference for Power and Propulsion Sector
Veranstaltungsort:Chania, Griechenland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 September 2024
Veranstaltungsende:6 September 2024
Veranstalter :Global Power and Propulsion Society
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse
Standort: Zittau
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Hochtemperaturwärmepumpen
Hinterlegt von: Köhler, Martino
Hinterlegt am:07 Nov 2024 13:10
Letzte Änderung:07 Nov 2024 13:10

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