SA515360813B1 - Ambient air cooling arrangement having a pre-swirler for gas turbine engine blade cooling - Google Patents
Ambient air cooling arrangement having a pre-swirler for gas turbine engine blade cooling Download PDFInfo
- Publication number
- SA515360813B1 SA515360813B1 SA515360813A SA515360813A SA515360813B1 SA 515360813 B1 SA515360813 B1 SA 515360813B1 SA 515360813 A SA515360813 A SA 515360813A SA 515360813 A SA515360813 A SA 515360813A SA 515360813 B1 SA515360813 B1 SA 515360813B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- end wall
- gas turbine
- shroud
- turbine engine
- cooling
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 27
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 25
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims 2
- DSEKYWAQQVUQTP-XEWMWGOFSA-N (2r,4r,4as,6as,6as,6br,8ar,12ar,14as,14bs)-2-hydroxy-4,4a,6a,6b,8a,11,11,14a-octamethyl-2,4,5,6,6a,7,8,9,10,12,12a,13,14,14b-tetradecahydro-1h-picen-3-one Chemical compound C([C@H]1[C@]2(C)CC[C@@]34C)C(C)(C)CC[C@]1(C)CC[C@]2(C)[C@H]4CC[C@@]1(C)[C@H]3C[C@@H](O)C(=O)[C@@H]1C DSEKYWAQQVUQTP-XEWMWGOFSA-N 0.000 claims 1
- 241001123248 Arma Species 0.000 claims 1
- 101100011961 Caenorhabditis elegans ess-2 gene Proteins 0.000 claims 1
- DSEKYWAQQVUQTP-UHFFFAOYSA-N Cerin Natural products CC12CCC3(C)C4CC(C)(C)CCC4(C)CCC3(C)C2CCC2(C)C1CC(O)C(=O)C2C DSEKYWAQQVUQTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 101100480530 Danio rerio tal1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 206010016275 Fear Diseases 0.000 claims 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N L-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims 1
- 101100144701 Mus musculus Drosha gene Proteins 0.000 claims 1
- 101001034845 Mus musculus Interferon-induced transmembrane protein 3 Proteins 0.000 claims 1
- 101100480538 Mus musculus Tal1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 101100312945 Pasteurella multocida (strain Pm70) talA gene Proteins 0.000 claims 1
- 101150107341 RERE gene Proteins 0.000 claims 1
- 235000000935 Santalum yasi Nutrition 0.000 claims 1
- 241000775525 Santalum yasi Species 0.000 claims 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 claims 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 claims 1
- JXVIIQLNUPXOII-UHFFFAOYSA-N Siduron Chemical compound CC1CCCCC1NC(=O)NC1=CC=CC=C1 JXVIIQLNUPXOII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims 1
- 210000001331 nose Anatomy 0.000 claims 1
- 238000004416 surface enhanced Raman spectroscopy Methods 0.000 claims 1
- 101150058668 tra2 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 18
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 5
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N [(1r)-3-(3,4-dimethoxyphenyl)-1-[3-(2-morpholin-4-ylethoxy)phenyl]propyl] (2s)-1-[(2s)-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butanoyl]piperidine-2-carboxylate Chemical compound C([C@@H](OC(=O)[C@@H]1CCCCN1C(=O)[C@@H](CC)C=1C=C(OC)C(OC)=C(OC)C=1)C=1C=C(OCCN2CCOCC2)C=CC=1)CC1=CC=C(OC)C(OC)=C1 NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N flonicamid Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=NC=C1C(=O)NCC#N RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
- F01D5/082—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/12—Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/14—Preswirling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
— \ — تجهيزة تبريد هواء محيط تحتوي على وحدة تدويم قبلية لتبريد شفرة محرك توربيني غازي AMBIENT AIR COOLING ARRANGEMENT HAVING A PRE-SWIRLER FOR GAS TURBINE ENGINE BLADE COOLING الوصف الكامل خلفية الاختراع هذا الطلب عبارة عن استكمال جزئي من الطلب الأمريكي 857148/17؛ المودع في ١١ إبريل Y ٠ ١ ١ (حافظة محامي براءة الاختراع الامريكية (Y 1 1 4 Ag Y ٠ ١ ٠ والتي ثم دمجها هنا كمرجع. ثم دعم التطوير الذي ثم تنفيذه على هذا الاختراع جزئيا بواسطة Mall رقم DE-FC26- © 0500142644 الممنوح بواسطة وزارة الطاقة الأمريكية. بالتالي؛ يمكن أن يكون للحكومة الأمريكية أي حقوق في هذا الاختراع. يتعلق الاختراع بتبريد الهواء المحيط ambient air المثار لشفرات التوربينية turbine blades لمحرك توربيني غازي turbine engine 985. تحديداء يتعلق الاختراع بوحدة تدويم قبلية pre— swirler تحتوي على هبوط مخفض reduced pressure drop في هذا النظام. تكون شفرات المحرك التوربيني gall المستخدمة في glad المحرك التوربيني engine’s turbine section مبردة بشكل مثالي عبر قنوات تبريد cooling channels التي يتم خلالها تدوير الهواء المضغوط 13a .compressed air الهواء المضغوط المسحوب بشكل مثالي من التزويد بالهواء المضغوط المسلطة بالضاغط الخاص بالمحرك -engine’s compressor مع ذلك؛ يقوم سحب الهواء المضغوط للتبريد بتقليل كمية الهواء المضغوط المتاح للحرق ٠ | 00006051100._وهذاء بدوره؛ يقلل فعالية المحرك 609170©6._بالتالي؛ تقليل كمية هواء التبريد المسحوب من الضاغط للتبريد عبارة عن تقنية مهمة في تصميم Og غازي الحديث . الوصف العام للاختراع Tv— \ — ambient air cooling device containing a pre-swirl unit for cooling a gas turbine engine blade AMBIENT AIR COOLING ARRANGEMENT HAVING A PRE-SWIRLER FOR GAS TURBINE ENGINE BLADE COOLING FULL DESCRIPTION BACKGROUND THIS APPLICATION IS A PARTIAL COMPLETION OF US APPLICATION 857148 /17; Filed April 11 Y 0 1 1 (US Patent Attorney's Portfolio) Y 1 1 4 Ag Y 0 1 0 which is then incorporated herein by reference. The development then performed on this invention was then supported in part by Mall No. DE-FC26-© 0500142644 granted by the US Department of Energy.The US government therefore has no rights in this invention.The invention relates to the cooling of ambient air excited by the turbine blades of a gas turbine engine engine 985. Limitation The invention relates to a pre—swirler having a reduced pressure drop in this system. Optimally cooled through cooling channels through which 13a compressed air circulates. The amount of compressed air available for burning 0 | 00006051100._and this must be after him; Reduces engine efficiency 609170©6._therefore; Reducing the amount of refrigerant air drawn from the compressor for refrigeration is an important technique in the design of the modern Og Gasi. General description of the invention Tv
ا في بعض نماذج محرك توربيني غازي؛ بعد امتداد الشفرات بعيدا في الاتجاه المحوري radial Laws direction يمكن أن تتضمن الشفرات؛ HAT Sle صف من الشفرات. بشكل مثالي؛ تقوم قنوات تبريد بتوجيه هواء التبريد cooling air من قاعدة الشفرة base of blade في اتجاه حافة dip حيث يتم استهلاكه في تدفق غازات الاحتراق .combustion gases بواسطة قناة التبريد cooling channel © التي تمتد داخل الشفرة محوريا في اتجاه الخارج؛ تدوير الشفرة rotation of 6 .م وقناة التبريد موضوعة lead وتكون قوة طرد مركزي centrifugal force على هواء التبريد التي تقوم بدفع هواء التبريد في قناة التبريد محوريا إلى الخارج. يخرج هواء التبريد من الشفرة وهذا يخلق تدفق لهواء التبريد داخل قناة Lash وهذا التدفق داخل قناة التبريد يكون امتصاص يقوم بسحب المزيد من هواء التبريد من تجويف دوار rotor cavity حول قاعدة الشفرة ٠ داخل قناة التبريد. Joo JAIL عكس التبريد التقليدي الذي يتم فيه توجيه الهواء المضغوط خلال قنوات التبريد؛ يمكن استخدام الهواء غير المضغوط؛ Jin الهواء المحيط الموجود خارج المحرك التوربيني الغازي»؛ لتبريد الشفرات التالية. الضغط الاستاتيكي static pressure للهواء المحيط أكبر بشكل فعال من الضغط الاستاتيكي للتجويف الدوار لإنتاج تدفق مائع cooling fluid تبريد من مصدر هواء محيط في اتجاه التجويف Ll Vo بالتالي؛ الضغط الاستاتيكي للهواء المحيط يمكن أن ashy بضغط عملية تزويد بالهواء المحيط في اتجاه التجويف الدوارء حيث يقوم الشفط المولد بواسطة تدوير الشفرات بسحب الهواء المحيط من التجويف الدوار خلال قنوات التبريد في الشفرات التوربينية turbine blades وبالتالي تم Jl) دائرة تبريد cooling circuit بالهواء المحيط. تساعد قوة الشفط force 50101101 في سحب الهواء المحيط إلى داخل التجويف الدوار. بهذه الطريقة؛ يمكن الحفاظ على تدفق الهواء ٠ المحيط خلال دائرة التبريد. مع ذلك؛ في حين يكون الضغط الاستاتيكي للهواء المحيط وقوة الطرد المركزي المولد كافية لتوليد تدفق في قناة capil) هناك هامش صغير بين فروق الضغط الموجودة فعليا لتشغيل المائع وأقل فروق للضغط الاستاتيكي اللازم لجعل مائع التبريد يتدفق. نتيجة لذلك؛ تم توجيه الانتباه إلى تصميم دائرة التبريد من أجل أقصى فعالية لنقل الهواء. Tva in some gas turbine engine models; After the blades extend far in the radial direction, the Laws direction can include the blades; HAT Sle An array of ciphers. ideally; Cooling channels direct the cooling air from the base of the blade towards the dip edge where it is consumed in the flow of combustion gases by means of the cooling channel © that extends inside the blade axially in outward direction; Rotation of the blade, rotation of 6 m. The cooling channel is positioned lead, and a centrifugal force is exerted on the cooling air, which pushes the cooling air in the cooling channel axially to the outside. Cooling air exits from the blade and this creates a flow of cooling air inside the lash channel and this flow inside the cooling channel is a sucker that draws more cooling air from the rotor cavity around the base of the blade 0 into the cooling channel. Joo JAIL is the opposite of conventional refrigeration in which compressed air is directed through cooling ducts; Uncompressed air can be used; Jin the ambient air outside the gas turbine engine”; To cool the following blades. The static pressure of the ambient air is effectively greater than the static pressure of the rotary cavity to produce a cooling cooling fluid flow from an ambient air source in the direction of the cavity thus Ll Vo; The static pressure of the ambient air can be ashy by compressing the ambient air supply process in the direction of the rotary cavity, where the suction generated by rotating the blades pulls the ambient air from the rotary cavity through the cooling channels in the turbine blades, and thus a cooling circuit (Jl) was created. cooling circuit with ambient air. The suction force 50101101 helps draw ambient air into the rotary cavity. this way; Ambient air flow 0 can be maintained throughout the cooling circuit. however; While the static pressure of the ambient air and the centrifugal force of the generator are sufficient to generate flow in the capil duct, there is a small margin between the pressure difference that actually exists to operate the fluid and the minimum static pressure difference needed to make the coolant flow. as a result; Attention has been paid to the cooling circuit design for maximum air transfer efficiency. TV
— ¢ — شرح مختصر للرسومات يتم شرح الاختراع في الوصف التالي في ضوء الأشكال التي تبين: الشكل ١ عبارة عن glad مقطعي تخطيطي لمنظر جانبي لجزء من دائرة تبريد هواء مثار .induced air 0 الشكل ¥ عبارة عن منظر منظوري تخطيطي لوحدة تدويم قبلية لدائرة تبريد هواء مثار وفقا للشكل— ¢ — Brief Explanation of Drawings The invention is explained in the following description in light of the figures shown: Figure 1 is a schematic cross-sectional gladd of a side view of a part of an induced air refrigeration circuit. Figure ¥ is a schematic perspective view For a pre-circulation vortex unit of an excited air cooling circuit in accordance with Fig
3 الشكل ؟ عبارة عن منظر لمدخل ]1716 لوحدة التدويم القبلية وفقا للشكل YO الشكل 4 Ble عن منظر قطعي لوحدة التدويم القبلية وفقا للشكل oF يبين جزء portion من ريش التوجيه guide vanes والدرع الداخلي .inner shroud3 figure? It is a view of the entrance [1716] of the pre-spin unit according to Figure YO Figure 4 Ble from a sectional view of the pre-spin unit according to Figure oF showing the portion part of the guide vanes and the inner shroud.
Yo الشكل o عبارة عن منظر قطعي لوحدة التدويم القبلية وفقا للشكل ١ ¢ يبين جزء من ريش التوجيه والدرع الخارجي .outer shroud الشكل T عبارة عن منظر علوي يبين طوبوغرافيا topography لوحدة_التدويم القبلية وفقا للشكل 8 الشكل ١ عبارة عن منظر يبين طوبوغرافيا وحدة التدويم القبلية وفقا للشكل #.Yo Figure o is a cross-sectional view of the pre-spin unit according to Figure 1 ¢ showing part of the steering blades and the outer shield. Figure T is an upper view showing the topography of the pre-spin_unit according to Figure 8 Figure 1 is a view showing the topography of the tribal spin unit according to Figure #.
Vo الشكل A عبارة عن شرح لخط تدفق streamline مائع تبريد في وحدة تدويم قبلية بدون الخواص المكشوف عنها هنا. الشكل 9 عبارة عن شرح لخط تدفق مائع تبريد في وحدة تدويم قبلية تحتوي على الخواص المكشوف عنها هنا. الوصف التفصيلى:Vo Figure A is an illustration of a flowline refrigerant streamline in a pre-whirl unit without the properties disclosed here. Figure 9 is an illustration of a refrigerant flow line in a pre-spin unit containing the properties disclosed here. Detailed description:
Ye قام المخترعون باختراع تجهيزة وحدة تدويم قبلية للتبريد بواسطة الهواء المحيط المثار لتبريد شفرات التوربينية في محرك توربيني غازي؛ حيث وحدة التدويم القبلية تتضمن جدران طرفية محيطيةYe Inventors invented a pre-cooled vortex unit device cooled by excited ambient air to cool the turbine blades of a gas turbine engine; Whereas the pre-spin unit includes peripheral end walls
TvTv
contoured end walls لتحسين خواص التدفق المبينة بواسطة تدفق مائع التبريد المتتفق خلال وحدة_التدويم القبلية. تقوم وحدة التدويم القبلية بإثار دوامة swirl لتدفق هواء محيط قبل إدخال التدفق إلى الشفرات التوربينية الدوارة rotating turbine blades وبالتالي يتم pig عملية توصيل فعالة لتدفق مائع التبريد إلى مداخل inlets قنوات التبريد في الشفرات. تقلل الجدران © المطرفية المحيطة الفقد في ضغط التدفق؛ وبالتالي تتم زيادة فعالة التدفق خلال وحدة التدويمContoured end walls to improve the flow properties indicated by uniform coolant flow through the pre-spin_unit. The pre-swirl unit swirls an ambient airflow prior to introducing the flow to the rotating turbine blades thus effectively piggybacking the coolant flow to the inlets of the blades' cooling ducts. Surrounding terminal © walls reduce flow pressure losses; Thus the flow efficiency through the slewing unit is increased
القبلية والتي؛ بدورها؛ وتزيد فعالية المحرك التوربيني الغازي. يبين الشكل ١ مقطع عرضي تخطيطي لمنظر جانبي لجزء من نموذج مثالي لدائرة تبريد بالهواء المحيط ٠١ يتضمن: مصدر ١١ للهواء المحيط؛ على الأقل passage jee واحد للتزويد بالهواء VE يوفر اتصال عبر المائع fluid communication بين المصدر daly VY وحدة Yo تدويم قبليةة V7 pre—swirler plenum واختياريا موضوعة في دعامة VY strut تدعم وحدة تدويم قبلية 7٠؛ تجويف دوار ٠١ مجاورة للشفرات التوربينية ¢YY ومدخل قناة التبريد (غير (Ome قناة التبريد FT ومخرج قناة تبريد YS في كل من الشفرات التوربينية YY والتي يمكن أن تكون أو لا تكون موضوعة عند حافة الشفرةٍ التوربينية turbine blade 77. ._ بمجرد أن يتم في ممر التزويد بالهواء air supply passage € 1 تحول الهواء المحيط إلى مائع تبريد 74. ينتقل مائع ١ التبريد YA خلال jee التزويد بالهواء VE حيث تدخل نفاخة وحدة التدويم القبلية OT والتي هي عبارة عن جهاز نفاخ على شكل حلقي annular shaped plenum يقوم بتزويد مائع التبريد YA إلى وحدة_التدويم القبلية VA في وحدة_التدويم القبلية VA يتم تدويم مائع التبريد YA حول محور طولي Yo longitudinal axis للقرص الدوار Jay YY rotor disc مائع التبريد YA إلى مداخل قناة التبريدء مثلا؛ إما بشكل مباشر من وحدة التدويم القبلية ٠8 أو بعد انتقال مائع Ye التبريد YA خلال فجوة gap بين قرص دوار ١؟ وقاعدة الشفرة التوربينية VY وبعد ذلك ينتقل مائع التبريد YA خلال كل قناة تبريد .77 في قنوات التبريد (FT عندما يكون تدوير الشفرات التوربينية VY حول المحور الطولي ٠ للقرص الدوار FY (المعروف باسم محور تدوير axis of (rotation تكون قوة طرد مركزي في اتجاه محوري إلى الخارج radially outward direction "؟ Ally تثير مائع التبريد YA خلال قنوات التبريد YT يتم إخراج مائع التبريد YA من مخرج Yo قناة التبريد 79 وإلى مسار غاز ساخن hot gas path 4 ؟ حيث يتدفق الغازات الساخنة hottribal which; in turn; And increase the efficiency of the gas turbine engine. Figure 1 shows a schematic cross-section of a side view of part of an exemplary ambient air refrigeration circuit 01 comprising: source 11 of ambient air; At least one VE passage jee providing fluid communication between the daly VY source and the yo pre-swirler unit V7 pre—swirler plenum optionally housed in a VY strut supporting the vortex unit Tribal 70; rotary bore 01 adjacent to the ¢YY turbine blades and the cooling duct inlet (other than Ome) FT cooling duct and YS cooling duct outlet in each of the YY turbine blades which can be or It is not located at the edge of the turbine blade 77. .._ Once in the air supply passage € 1 the ambient air is converted into coolant 74. The coolant 1 YA travels through the jee Air supply VE where the blower enters the pre-swirl unit OT which is an annular shaped plenum blower device that supplies the cooling fluid YA to the pre-swirl_unit VA In the pre-swirl_unit VA a fluid is swirled Cooling YA around the longitudinal axis Yo longitudinal axis of the Jay YY rotor disc The coolant YA to the inlets of the cooling channel, for example, either directly from the circulation unit or Before 08 or after the refrigerant YA travels through the gap between the rotor 1? and the base of the turbine blade VY and then the refrigerant YA travels through each cooling channel .77 in channels Cooling (FT) When the turbine blades rotate VY around the longitudinal axis 0 of the rotary disc FY (known as the axis of rotation) a centrifugal force is in an axial outward direction "? Ally the refrigerant YA excites through the cooling channels YT The refrigerant YA is expelled from the outlet of the Yo cooling channel 79 and into a hot gas path 4 ? Where hot gases flow
TvTv
-- LY gases حركة مائع التبريد YA خلال قنوات التبريد YU وخروجا من مخرج قناة التبريد YA تكون قوة شفط تسحب مائع التبريد YA من التجويف الدوار ٠١0 إلى داخل قناة التبريد 77 لاستبدال مائع التبريد YA الذي تم إخراجه. يقوم الضغط الاستاتيكي للهواء المحيط بدفع مائع تبريد YA اتجاه التجويف الدوار ٠7٠0 لاستبدال مائع تبريد YA الذي يتم سحبه إلى داخل قنوات التبريد YT Jal, © إكمال دائرة تبريد بالهواء المحيط .٠١ الشكل She Y عن منظر منظوري تخطيطي sang) التدويم القبلية VA لدائرةٍ تبريد بالهواء المحيط ٠ من الطرف الخلفي للمحرك التوربيني الغازي؛ مع إزالة الدرع الخارجي. A توضيح درع داخلي TA يحتوي على قطر ثابت ٠ © ومجموعة من ريش التوجيه 7؛ موضوعة في تشكيلة حلقية annular array حول محور طولي Ye للقرص الدوار .7١ تستقبل وحدة التدويم القبلية YA ٠ تدفق مائع تبريد YA متدفق محوريا ومشكل حلقيا لمائع التبريد YA الذي يتم تسليمه بواسطة نفاخة Sas التدويم القبلية VT ويضفي حركة محيطية circumferential motion تنتج عن دوامة حول المحور الطولي 0 للقرص الدوار .©١ كما هو مبين في الشكل oF والتي تبين جانب مدخل لنموذج مثالي لوحدة التدويم القبلية VA مجموعة ريش التوجيه EY تحدد مجموعة من فوهات nozzles ؛؛ أن توجيه مائع التبريد YA كل فوهة 8ا0022 ؛؛ مكونة بين ومحددة ٠ بواسطة ريشة توجيه guide vane أولى 47؛ ريشة توجيه مجاورة محيطيا 8؛؛ جدار طرفي خارجي ٠٠ لدرع داخلي FA وجدار طرفي داخلي 94 لدرع خارجي ١ والتي تقوم بتدوير ريش التوجيه LEY كل فوهة 44 بالتالي تحدد جزء من دائرة التبريد .٠١ على عكس الفوهات التقليدية؛ لا تتضمن الجدران الطرفية end walls المكشوف عنها قطر ثابت fe بدلا من ذلك؛ تتم إحاطة الجدران الطرفية في كل من الاتجاه المحيطي ٠0 circumferential direction واتجاه cE ويمكن أن تتموج حول القطر الثابت 17 axial direction محوري ٠٠ المرتبط بريش التوجيه معروف بدوامة على شكل aerodynamic loss الفقد الديناميكي الهوائي لحافة توجيه VY يمكن أن تتطور عند التقاطع lly Ve horseshoe vortex حدوة حصان داخل الفوهة 44 هناك .800 wall لريشة التوجيه 47 وجدار طرفي Ve leading edge إلى التكون في مناطق أقل نسبيا لتدفق المائع حيث يكون هناك ضغط Jas vortices دوامات مائع التبريد قريب من الجدران الطرفية ويتم إبطاء جانب الضغط aw استاتيكي أعلى Yo-- LY gases movement of the YA coolant through the cooling channels YU and out of the outlet of the YA cooling channel creates a suction force that draws the YA coolant from the rotary cavity 010 into the cooling channel 77 to replace the coolant YA output. The static pressure of the ambient air forces the YA refrigerant towards the rotary cavity 0700 to replace the YA refrigerant which is drawn into the YT refrigerant channels Jal, © completing the ambient air refrigeration circuit .01 Fig. 01 She Y on a schematic perspective view sang) Pre-swirl VA of an ambient air cooling circuit 0 from the rear end of a gas turbine engine; With the outer shield removed. A illustration of an inner shield TA containing a fixed diameter 0© and a set of 7 guide vanes; placed in an annular array around the longitudinal axis of the turntable, 71. The pre-spin unit YA receives an axially flowing, annular YA coolant flow of YA coolant delivered by a blower Sas VT imparts a circumferential motion resulting from a vortex around the longitudinal axis 0 of the turntable ©1. As shown in Figure oF showing the inlet side of an exemplary model of a pre-cycled VA unit. EY guide vanes specify a set of nozzles ;; YA coolant routing each nozzle 8a0022 ;; formed between and set 0 by guide vane first 47; peripherally adjacent guide vane 8 ;; outer end wall 00 of inner shield FA and inner end wall 94 of outer shield 1 which rotate the LEY guide vanes each nozzle 44 thus defines part of the cooling circuit .01 unlike conventional nozzles; The exposed end walls do not have a fixed diameter fe instead; End walls are enclosed in both circumferential direction 00 circumferential direction and cE direction and can undulate around the fixed diameter 17 axial direction 00 associated with the steering vanes known as vortex aerodynamic loss aerodynamic loss of steering edge VY can develop at the junction lly Ve horseshoe vortex horseshoe inside the orifice 44 there is an 800 wall of the guide vane 47 and an end wall Ve leading edge to form in relatively less fluid flow areas where there is pressure Jas vortices The coolant vortices close to the end walls and the pressure side is slowed aw Static above Yo
TvTv
—y— V1 pressure side و/أو جانب الشفط VA suction side نسبة إلى مناطق أخرى داخل مائع التبريد YA بواسطة العديد من العوامل الهوائي الديناميكية «aerodynamic factors يتضمن الاحتكاك friction المرتبط بهذه الأسطح. كنتيجة؛ يقترب مائع التبريد 74 في منطقة A قريبة من التقاطعات VY الذي يمكن أن يتحرك ببطء نسبيا مقارنة بالمناطق المركزية central AY regions © داخل الفوهة 44؛. علاوة على ذلك؛ مائع التبريد YA الذي يواجه dls التوجيه VE لريشة التوجيه £Y يتسبب في موجة old bow wave dase حافة التوجيه VE حيث يتكون الضغط الاستاتيكي مقارنة بالضغط الاستاتيكي داخل مناطق التدفق الأخرى في التدفق. بالتالي؛ يخرج المائع المتحرك moving fluid ببطء نسبيا والضغط الاستاتيكي من المنطقة 80 القريبة من التقاطعات VY مقارنة بالمناطق المركزية AY داخل الفوهة ؛؛. حيث تتعلق قوة الدوامة على ٠ شكل حدوة حصان بمقدار سرعة velocity متدرجة بين المنطقتين وحجم الضغط الاستاتيكي المتدرج بين المنطقتين» يمكن أن تتكون دوامات على شكل حدوة حصان horseshoe vortices القوية نسبيا ١١ في فوهة £6 للنوع المكشوف عنه هنا. يتم تكبير قيم الفقد المرتبط بدوامات على شكل حدوة حصان مكبرة Laie يكون لريش التوجيه معدل جانب منخفض. يقوم طول ارتفاع قطري أقصر وطول أطول لسطح انسياب هوائي airfoil يعطي للدوامة على شكل حدوة حصان ١ بإعطاء فرصة أكبر للتحرك بشكل أقرب إلى المنطقة المركزية central region 87. بالتالي؛ تم أيضا ذكر فائدة تضمين جدران طرفية محيطية (50؛ (OF في نموذج مثالي لوحدة تدويم قبلية .47 تحتوي على معدل جانب منخفض لريش التوجيه VA بشكل أسرع نسبية من تدفق moving region في منطقة تحرك YA علاوة على ذلك؛ مائع تبريد في اتجاه المنطقة المتحركة 7١ للدوامة على شكل حدوة حصان Af leg Jay سوف يميل لسحب حيث swirler في الفوهة ؛؛ لجهاز تكوين دوامة Lae Af بشكل أسرع نسبيا مع تدفق الرجل ٠ يمكن سحب الرجل 84 من AY المنطقة المتحركة بشكل أسرع نسبيا هي المناطق المركزية في اتجاه قطري إلى الخارج 77. سحب AT الدوامة الداخلية القطرية على شكل حدوة حصان داخل الفوهة ؛؛ يكون كمية أكبر للفقد الهوائي الديناميكي AY الرجل 84 إلى المنطقة المركزية—y— V1 pressure side and/or VA suction side relative to other areas within the YA refrigerant is determined by several aerodynamic factors including the friction associated with these surfaces. As a result; Refrigerant 74 approaches in a region A close to the VY junctions which can move relatively slowly compared to the central AY regions © within Crater 44;. Furthermore it; The YA refrigerant encountering the VE guide dls of the £Y guide vane causes an old bow wave dase at the VE guide edge where static pressure is formed compared to the static pressure within other flow zones in the flow. Subsequently; The moving fluid exits relatively slowly and static pressure from the region 80 close to the VY intersections compared to the central regions AY inside the nozzle ;;. Where the force of the vortex on horseshoe-shaped 0 is related to the amount of velocity graduated between the two regions and the magnitude of the static pressure graduated between the two regions. Relatively strong 11 horseshoe vortices can be formed in the £6 nozzle of the exposed type about it here. The losses associated with enlarged horseshoe vortices are magnified Laie The guide vanes have a low aspect ratio. A shorter radial height and a longer airfoil length give horseshoe vortex 1 a greater chance of moving closer to the central region 87. Hence; The benefit of including circumferential end walls (50;(OF) in an ideal model of a pre-swivel unit .47 that has a low side rate of the VA guide vanes relatively faster than the flow of the moving region in the YA moving region) is also mentioned. Furthermore, coolant towards the moving region 71 of the horseshoe vortex Af leg Jay will tend to draw as the swirler in the orifice to the device forming the Lae Af vortex relatively faster with flow Leg 0 The leg 84 can be pulled out of the AY The relatively faster moving area is the central regions in an outward diagonal direction 77. The pull of the AT The radial internal vortex in the shape of a horseshoe inside the crater has a greater amount of loss Dynamic antenna AY man 84 to central area
VY ستظل في المنطقة 80 قريبة من التقاطعات Af في التدفق بدلا مما سيحدث إذا كانت الرجل TvVY will still be in Zone 80 close to the Af intersections in the stream rather than what would happen if the Man Tv
—A— أقل؛ وبالتالي يكون الفقد الهوائي الديناميكي في المنطقة عبارة عن flow rate حيث معدل التدفق إشكالية. و/أو الضغط velocity gradient دون الارتباط بنظرية معينة؛ يعتقد أن تقليل السرعة التدريجي 51060915._بالتالي؛ الجدران الطرفية هنا of vortex الاستاتيكي المتدرج سوف يقلل قوة الدوامة فعالة في تقليل السرعة التدريجية و/أو الضغط الاستاتيكي المتدرج؛ والتي تقلل قوة الدوامة على © للدوامة على Af علاوة على ذلك؛ تصميم الجدار الطرفي يساعد الرجل Ve شكل حدوة حصان وبالتالي يتم VY بحيث تظل أقرب إلى المنطقة 80 القريبة من التقاطعات ١70 شكل حدوة حصان يتضمن المحيط LEE داخل الفوهة AY تقليل الفقد الهوائي الديناميكي داخل المنطقة المركزية على كل raised area وأيضا تمت رؤيتها كمنطقة مرتفعة ٠٠١ hump حدب contouring المكشوف عنه ٠٠١ يبرز الحدب LEY لريشة التوجيه VT جدار طرفي ملاصق لجانب الضغط ٠ هنا عبارة عن منطقة الجدار الطرفي بشكل أكبر داخل فوهة عند المقارنة بجدار طرفي دون حدب على recessed area أو منطقة مجوفة ٠١١ valley يتضمن المحيط أيضا أخدود . هنا عبارة عن منطقة حيث dle المكشوف ٠١١ الأخدود LEY كل جدار طرفي بين ريش التوجيه يمكن اعتبار أي NY تم تجويف الجدار الطرفي من فوهة عند المقانة إلى جدار طرفي أخدود على أنه منطقة ذات قطر ثابت. كل ٠١7١ أو أخدود ٠٠١ منطقة لفوهة جدار طرفي دون حدب VO منطقة حيث يتواجد Je ثابت؛ diameter region طرفي يمكن أن يتضمن منطقة قطر aa جدار طرفي عند قطر ثابت؛ أو يمكن فقط أن يكون لها بعد قطري يحدد جزء القطر الثابت للجدار theoretical الطرفي؛ حيث الجدار الطرفي يحيط فعليا قطريا ومحوريا إلى خارج البعد النظري يشغل ٠١7 أو أخدود ٠٠١ كل جدار طرفي يمكن أن يتضمن حدب AT Lies dimension—A— less; Thus the aerodynamic loss in the area is a flow rate where the flow rate is problematic. And/or pressure is a velocity gradient without being tied to a particular theory; It is believed that the gradual reduction in speed is 51060915._therefore; The end walls here of vortex will reduce vortex force effective in reducing gradient velocity and/or static pressure; which reduces the vortex force on © to the vortex on Af moreover; End wall design helps man Ve horseshoe shape so VY stays closer to zone 80 near intersections 170 horseshoe shape Circumference includes LEE inside nozzle AY Reduce aerodynamic loss inside The central area on each raised area is also seen as a raised area 001 hump exposed contouring 001 protruding the LEY camber of the VT guide vane end wall adjacent to the pressure side 0 Here is an area The end wall is more inside a crater when compared to an end wall without a hump on a recessed area or hollow area 011 valley The perimeter also includes a groove. Here is an area where the exposed dle 011 groove LEY each end wall between the guide vanes any NY end wall recessed from a mouth at the concourse into a groove end wall can be regarded as a region of diameter Fixed. each 0171 or groove 001 end wall orifice region without camber VO a region where a constant Je resides; or it may only have a diagonal dimension defining the fixed diameter portion of the theoretical end wall; Where the end wall actually surrounds diagonally and axially to the outside of the theoretical dimension Occupying 017 or a groove 001 Each end wall can include humps AT Lies dimension
WS أو كل جدار طرفي يمكن أن يكون محدد lla) فقط جزء صغير من الجدار الطرفي ٠ لا يترك منطقة فعلية ذات قطر ثابت (مثال محايدة). Lay) oY وأخدود ٠٠١ بواسطة الحدب قريب من التقاطعات Av في المنطقة YA يعمل من أجل جعل مائع التبريد ٠٠١ يعتقد أن الحدب بواسطة تقليل المساحة المقطعية ٠٠١ يتدفق بشكل أسرع مما سيكون عليه دون وجود الحدب VY للفوهة ؛ ؛ في المنطقة 80 القريبة من التقاطعات 77. مع cross sectional area العرضية بشكل سريع. يعتقد أيضا أن الأخاديد YA مساحة أقل حيث يجب أن يتم تدفق مائع التبريد YOWS or each end wall can be delimited lla) only a small portion of the end wall 0 does not leave a fixed diameter actual area (eg neutral). Lay) oY and a groove 001 by humps close to Av intersections in region YA serve to cause the coolant 001 to think that the humps by reducing the cross-sectional area 001 are flowing faster than it would without the presence of the VY humps of the nozzle; ; In area 80 near intersections 77. with cross sectional area rapidly. It is also believed that the grooves YA have less surface area where the YO coolant must flow
TvTv
٠١١ valleys تعمل من أجل جعل مائع التبريد YA في المنطقة المركزية AY داخل الفوهة £4 بحيث يتم إبطاؤه بسبب المساحة المقطعية العرضية المتزايدة للفوهة ؟4. تنتج زيادة سرعة مائع التبريد YA في المنطقة Av القريبة من التقاطعات VY وتقليل سرعة مائع التبريد YA في المنطقة المركزية AY داخل الفوهة ؛ ؛ عن سرعة تدريجية أقل والتي؛ بدورهاء تنتج عن دوامة أضعف على © شكل حدوة حصان Noe بدون الحدب or humps الضغط الاستاتيكي في المنطقة Ae القريبة من التقاطعات VY مرتفع نسبيا بسبب السرعة البطيئة لمائع التبريد WTA بواسطة زيادة السرعة في المنطقة Av القريبة من التقاطعات VY يتم تقليل الضغط الاستاتيكي. بدون الأخدود ٠07 الضغط الاستاتيكي في المنطقة المركزية AY داخل الفوهة ؛؛ منخفضة نسبيا بسبب السرعة العالية لمائع ٠ التبريد 78. بواسطة تقليل السرعة في المنطقة المركزية AY داخل الفوهة o£ يتم زيادة الضغط الاستاتيكي. تقليل الضغط الاستاتيكي العالي نسبيا في المنطقة 80 القريبة من التقاطعات VY وزيادة الضغط الاستاتيكي المنخفض نسبيا في المنطقة المركزية AY داخل الفوهة £4 ينتج عن ضغط تدريجي Jai والذي؛ بدوره» ينتج عن دوامة أضعف على شكل حدوة حصان No علاوة على eld لأن مائع التبريد في المنطقة المركزية AY داخل الفوهة £4 قد تم إبطاؤه؛ كان ١٠ هناك ميل أقل لرجل 84 الدوامة الداخلية قطريا على شكل حدوة حصان AT ليتم سحبها في اتجاه قطري إلى الخارج 37. كدوامة على شكل حدوة حصان 760 تمر عبر أخدود الجدار الطرفي وتنعكس عن الدوامة على شكل حدوة حصان 7١ بطريقة نسبية؛ ومن المعتقد أنها تساهم في عدم سحب الدوامة على شكل حدوة حصان 7١ كبعد إلى داخل المنطقة المركزية AY داخل الفوهة ؛. بطريقة أخرى تم ذكرء تلازم الدوامة على شكل حدوة حصان 7١0 إلى الجدار الطرفي بشكل ٠ أفضل. _بواسطة التزام أفضل إلى الجدار الطرفي؛ يتم تخفيف انتشار الفقد الهوائي الديناميكي المرتبط بالدوامة على شكل حدوة حصان 7١0 داخل المنطقة المركزية Jala AY الفوهة ؛؛. وهذا يقلل الفقد الهوائي الديناميكي الكلي؛ والذي يزيد من فعالية المحرك. الشكل ؛ عبارة عن منظر قطعي saad التدويم القبلية VA وفقا للشكل oF يبين جزء داخلي قطريا لريش التوجيه 47 والدرع الداخلي FA مع إزالة جزء خارجي قطريا لريش التوجيه 47 والدرع Yo الخارجي 06. .تم توضيح جزء داخلي قطريا لمجموعة من فوهات eff كل منها يحدد Wiis نغ011 valleys works in order to have the coolant YA in the central region AY inside the nozzle £4 so that it is slowed down by the increased cross-sectional area of the nozzle ?4. An increase in coolant velocity YA in the region Av close to the VY junctions and a decrease in velocity of the coolant YA in the central region AY results within the nozzle; ; for a lower incremental speed which; In turn produced by a weaker vortex on horseshoe-shaped © Noe without humps or humps Static pressure in the region Ae close to the VY intersections is relatively high due to the slow velocity of the coolant WTA by increasing the velocity in the region Av near the VY junctions static pressure is reduced. without groove 007 static pressure in the central region AY inside the nozzle ;; Relatively low due to the high velocity of the 0 refrigerant 78. By reducing the velocity in the central region AY inside the nozzle o£ the static pressure is increased. Reducing the relatively high static pressure in region 80 close to the VY junctions and increasing the relatively low static pressure in the central region AY inside the nozzle £4 results from a gradual pressure Jai which; in turn” results from a weaker horseshoe vortex No as well as eld because the coolant in the central region AY inside the nozzle £4 has been slowed down; 10 there was less tendency for the leg 84 of the inner diagonally horseshoe vortex AT to be pulled in an outward diagonal direction 37. As the horseshoe vortex 760 passes through the groove of the end wall and is reflected off the horseshoe vortex 71 in such a way relative It is believed that it contributes to the failure to draw the horseshoe vortex 71 km into the central region AY inside the crater;. In another way the adhesion of the horseshoe vortex 710 to the terminal wall is better mentioned. _By better adherence to the terminal wall; The propagation of aerodynamic losses associated with the horseshoe vortex 710 within the Jala AY crater's central region is attenuated. This reduces overall aerodynamic loss; Which increases engine efficiency. the shape ; It is a sectional view of the pre-swirl saad VA according to Figure oF showing a diagonal inner part of the guide vanes 47 and the inner shield FA with the removal of an outer part diagonally of the guide vanes 47 and the outer Yo shield 06. An inner part is shown diagonally For a set of eff craters each of which specifies a wiis ng
“yam £1 لريشة توجيه أولى VT جانب ضغط FA للدرع الداخلي ٠٠ بواسطة الجدار الطرفي الخارجي يدخل مائع التبريد 4 إلى طرف مدخل LEA لريشة التوجيه المجاورة محيطيا YA وجانب شفط“yam £1 of first guide vane VT pressure side FA of the inner shield 00 via the outer end wall coolant enters 4 to the inlet end LEA of the circumferentially adjacent guide vane YA and suction side
Vo للفوهة ؛؛ أثناء الانتقال بشل أساسي في اتجاه محوري نسبة إلى المحور الطولي ٠ ينتقل في اتجاه انتقال يحتوي على مكون في ١١١ وتخرج من طرف مخرج oF) للقرص الدوار .6١0 الاتجاه المحوري ومكون في الاتجاه المحيطي 0 في نموذج مثالي؛ يمكن أن يكون الدرع الداخلي 78 و/أو الدرع الخارجي 07 عبارة عن جسم مستخدمة Vane assemblies تم صنع تجميعات ريش .monolithic body أحادي الوحدة dep بشكل تقليدي من مكونات turbines في التوربينات قارتحالا able aa هذه التهيئة ضرورية wring of vanes التي يتم تجميعها في حلقة ريش subcomponents تتضمن تكلفة عالية lly vane rings بسبب عوامل مصاحبة للحجم الأكبر لحلقات الريش ٠ وفك وتركيب التوربين thermal growth لتصنيع جسم واحد بهذا الحجم ومشاكل النمو الحراري حلقات الريشة هذه المجمعة غالبا ما vane ring نفسه والذي غالبا ما يتطلب فك حلقة الريشة يمكن أن تكون Sle تتضمن وصلات 01015[ بين المكونات الفرعية التي تتغير مع التشغيل. في الفوهة بين المكونات الفرعية المتجاورة؛ أو يمكن circumferential gap هناك فجوة محيطية مختلفة. aerodynamics أن تكون عبارة عن فجوة محيطية. وهذا وحده؛ يوفر ديناميكات هوائية ١ col يمكن أن يمتد المكون Sle متحاذية قطريا. joint يمكن أن تكون أو لا تكون الوصلة قطريا بشكل أكبر بعيدا عن بعضها البعض. بالتالي؛ عند انتقال الغازات subcomponent عندما يكون للفوهة مكون محيطي Jie عكس فجوة بين المكونات الفرعية المتجاورة» dag خلال يمكن أن تواجه الغازات خطوة. يمكن أن تكون خطوة إلى «circumferential component الأعلى أو الأسفل؛ بما يعتمد على ما إذا كان المكون الفرعي الأول يمتد قطريا إلى خارج المكون ٠ الفرعي المجاورة؛ أو لا تمتد بعيدا قطريا. كل أنواع الخطوات تكون دوامات في التدفق؛ وهذه الدوامات تكون نفس نوع الفقد الهوائي الديناميكي حتى يتم تكوين الدوامات على شكل حدوة حصان والدرع الخارجي 576 لا YA بسبب الحجم الأصغر ودرجات الحرارة الأقل؛ الدرع الداخلي .٠ تعاني من القيود السابقة وبالتالي يمكن تصنيعها كمكون أحادي القطعة. تسمح بنية أحادي الوحدةVo for the nozzle ;; While traveling primarily in an axial direction relative to the longitudinal axis 0 it travels in a transition direction that has a component in 111 and exits from the output end oF) of the turntable 610 in the axial direction and a component in the circumferential direction 0 in the model ideal; The inner shield 78 and/or the outer shield 07 can be a vane assemblies. Monolithic body dep assemblies are traditionally made from turbines components in turbines Qartala able aa This configuration is necessary wring of vanes which are assembled into vane ring subcomponents involving high cost lly vane rings due to factors associated with larger size of vane rings 0 and turbine disassembly and assembly thermal growth to manufacture a single body of this size and growth problems Thermal these vane rings assembled often the vane ring itself which often requires dismantling the vane ring can be sle [01015] includes couplings between sub-components that change with operation. in the orifice between adjacent sub-components; Or it could be a circumferential gap. There is a different aerodynamics circumferential gap. And that alone; Provides aerodynamics 1 col The Sle component can extend diagonally aligned. The joint may or may not be diagonally further apart. Subsequently; When subcomponent gases travel when the nozzle has a circumferential component Jie opposite a gap between adjacent subcomponents” dag during the gases can experience a step. It can be a step to the “circumferential component” above or below; depending on whether the first subcomponent extends diagonally out of the adjacent subcomponent 0; Or do not extend diagonally far. All kinds of steps are whirlpools in the flow; These vortices are the same type of aerodynamic loss until the vortices are formed in the shape of a horseshoe and outer shield 576 no YA due to the smaller size and lower temperatures; The inner shield .0 suffers from the above limitations and can therefore be manufactured as a one-piece component. Allows a single-module structure
TvTv
-١١- بين مكونات فرعية مجمعة. joints للفوهات لتجنب الفقد الهوائي الديناميكي المرتبطة بفواصل . 4 4 وهذا يؤدي؛ بدورهاء إلى فقد أقل في الضغط ناتج عن الانتقال خلال الفوهة يبين جزء خارجي oF وفقا للشكل ١8 التدويم القبلية saa الشكل © عبارة عن منظر قطعي والدرع EY قطريا لريش التوجيه 47 والدرع الخارجي 6 ©؛ مع إزالة جزء داخلي قطريا لريش التوجيه-11- Between assembled sub-components, joints of nozzles to avoid aerodynamic losses associated with joints. 4 4 This leads to; In turn, a lower pressure loss resulting from the transmission through the nozzle shows an outer part oF according to Fig. 18. The pre-swirl saa Fig. © is a sectional view, the shield EY diagonally of the guide vanes 47 and the outer shield 6 ©; With the removal of an internal part diagonally for the steering blades
Wis كل منها تحدد eff تم توضيج جزء خارجي قطريا لمجموعة من فوهات FA الداخلي £1 ريشة توجيه أولى VT بواسطة الجدار الطرفي الداخلي 54 للدرع الخارجي 0 جانب ضغطWis each determines eff An outer part is radially positioned for a group of nozzles FA inner £1 1st guide vane VT by inner end wall 54 of outer shield 0 pressure side
EA ريشة التوجيه مجاورة محيطيا VA وجانب شفط لوحدة التدويم VA عن منظر علوي يبين طوبوغرافيا لنموذج مثالي للدرع الداخلي Ble 6 الشكل بشكل مجاور لجانب الضغط ٠٠١ في النموذج المثالي المبين؛ تم توضيح الحدب VA القبلية يمكن وضعها قريبة من ثلث الطريق أسفل خط ٠٠١ الحدب Ady £1 لريشة التوجيه الأولى ل١ 0٠ trailing لريشة التوجيه الأولى إلى حافة قطر VE من حافة التوجيه ١١7 chord line jiEA Guide vane circumferentially adjacent VA and suction side of vortex unit VA from top view showing topography of an exemplar of inner shield Ble 6 Fig. 6 adjacent to pressure side 001 in exemplar shown; Shown Tribal VA cams Can be positioned close to 1/3 of the way below the 001 line Ady £1 cams of first guide vane L 1 00 trailing of first vane to edge VE diameter from guide edge 117 chord line ji
Te مرئي في اتجاه محيطي ٠١١ في النموذج المثالي المبين؛ يكون الأخدود .١؟7 edge دوامة EA تقريبا إلى نصف الطريف بين ريشة التوجيه الأولى 47 وريشة التوجيه مجاورة محيطيا لريشة التوجيه الأولى 47. في VE مبين أنها ناشئة من حافة التوجيه 7١ على شكل حدوة حصان الطريق أسفل خط AB للأخدود الموضوع تقريبا يوجد ١٠١ النموذج المثالي المبين في نقطة أدنى ١ يمكن أيضا YT لريشة التوجيه الأولى إلى حافة القطر VE من حافة التوجيه ١١77 الوتقر الرجل 84 للانتقال فوق ada بحيث يتم 7١ وضعها بعد الرجل 84 للدوامة على شكل حدوة حصانTe visible in a circumferential direction 011 in the ideal model shown; The groove is 1.7. spiral edge EA approximately to half of the end between the first guide vane 47 and the vane adjacent peripherally to the first vane 47. In VE it is shown that it originates from the guide vane 71 in the shape of a horseshoe Road horse below the AB line of the roughly placed groove there is 101 exemplary pattern shown at the lowest point 1 YT of the first guide vane to the edge diameter VE of the guide edge 1177 can also be set 84 leg To move over the ada so that 71 is placed after the leg 84 of the horseshoe-shaped spiral
AY الأخدود (TOE (كما هو مبين في عن منظر يبين طوبوغرافيا نموذج مثالي للدرع الخارجي 0 لوحدة_التدويم القبلية Ble ١ الشكل تم وضعها على المركز الموجود mirror قطريا إلى الداخل عند مرآة lal) وفقا لذلك يتم ١# ويكون أطول clad) الخارجي 01 موجود قطريا في اتجاه gall تحت الدرع الخارجي 257. حيث بواسطة استبعاد هذا الطول EY و بالتالي تكون هناك مساحة أكبر بين ريش التوجيه المتجاورة والتي تبدو أصغرء ولكن ٠١١ وأخاديد ٠٠١ الحدب ١ الإضافي للتوافق مع الحجم وفقا للشكل المبينة مثالية. يؤثر أي محيط ٠١١ والأخاديد ٠٠١ يمكن ألا تكون أصغر فعليا. الحدب ينتج الأثر الهوائي الديناميكي يؤثر على منظور الكشف. contour Yo نغAY groove (TOE (as shown in from a view showing the topography of an exemplary model of the outer shield 0 of the pre-swirl_unit Ble 1 Fig. 1 placed on the center located mirror diagonally inward at mirror lal) according to Therefore, it is #1 and the longest outer clad 01 is located diagonally in the direction of the gall under the outer shield 257. Where, by excluding this length EY, there is thus more space between adjacent guide vanes, which appears Smaller but the 011 and the grooves of the 001 additional 1 cam to match the size according to the figure shown are perfect. Affects any circumference 011 and the grooves 001 could not be virtually smaller. Camber Produces the aerodynamic effect affecting the detection perspective. contour Yo ng
-؟١- الشكل A عبارة عن توجيه لتيار مائع التبريد AYA وحدة تدويم قبلية بدون الخواص المكشوف عنها هنا باستخدام نمذجة المائع fluid modeling يمثل خط التدفق ١١4 رجل Af لدوامة على شكل حدوة حصان WY يمكن رؤية أنه عند مواجهة حافة التوجيه VE لريشة التوجيه الأولى Tag £1 رجل AE في الانفصال من جانب الضغط لريشة التوجيه الأولى LET مع القيام بعكس oo الفوهة £4 ينتقل تيار التدفق ؛ ١١ في اتجاه جانب الشفط VA لريشة التوجيه المجاورة محيطيا 478 في اتجاه حافة القطر ١76 لريشة التوجيه مجاورة محيطيا LEA عند القيام بذلك؛ يمكن أيضا أن يتحرك تيار التدفق 4 ١ إلى الأعلى» خارج مستوى الورقة plane of paper في اتجاه المنطقة المركزية AY داخل الفوهة ؛ of والتسبب في الفقد الهوائي الديناميكي. الشكل 9 عبارة عن توضيح لتيار تدفق لمائع التبريد YA في وحدة تدويم قبلية VA تحتوي على ٠ الخواص المكشوف عنها هنا باستخدام نمذجة مائع. عند مواجهة حافة التوجيه VE لريشة التوجيه الأولى £7( ينفصل تيار التدفق ؛ YY لرجل Af الخاصة بالدوامة على شكل حدوة حصان Vi بشكل خفيف من جانب الضغط YT على العكس من الشكل VA ينتقل تيار التدفق GIVE اتجاه جانب الشفط VA لريشة التوجيه المجاورة محيطيا $A حيث تنتقل داخل الفوهة ؛ © في اتجاه حافة القطر ١76 لريشة التوجيه مجاورة محيطيا LEA بدلا من ذلك؛ يلتزم تيار التدفق ١74 ١ بجانب الضغط VT لريشة التوجيه الأولى £1 لمسافة أطول. علاوة على ذلك؛ يكون تيار التدفق ؛؟ أقل احتمالية للانفصال من مستوى الورقة بنفس الدرجة. نتيجة لذلك؛ في وحدة تدويم قبلية مكشوف عنها هناء تولد الرجل 84 للدوامة على شكل حدوة حصان 7١0 أقل فقد هوائي ديناميكي؛ بما يؤدي إلى فعالية أكبر في تشغيل ad التوربيني الغازي. مما سبق؛ من الواضح أن المخترعين قد أدركوا طريقة جديدة لتطوير الديناميكيات الهوائية aerodynamics | ٠ تجهيزة تبريد بواسطة الهواء المحيط المحفز لشفرة توربينية؛ يتضمن استخدام وحدة تدويم ALLE قام المخترعون أيضا بعمل تطويرات أخرى على sans التدويم القبلية لتحسين الديناميكيات الهوائية بشكل أكبر داخل say التدويم القبلية. بالتالي؛ يمثتل ما سبق تحسين في المجال. في حين أن النماذج المختلفة للاختراع الحالي قد تم توضيحها ووصفها (la سوف يكون من Yo الواضح أن هذه النماذج قد تم تقديمها على سبيل المثال فقط. يمكن تنفيذ العديد من التغييرات نغ-?1- Figure A is a refrigerant stream routing AYA pre-swirl unit without the properties disclosed here using fluid modeling The flow line 114 legs Af represents a horseshoe vortex WY It can be seen that when the guiding edge VE of the first guide vane, Tag £1, encounters the leg of AE in detachment from the pressure side of the first guide vane, LET, while reversing the oo nozzle £4, the flow stream is transmitted; 11 in the direction of the suction side VA of the circumferentially adjacent guide vane 478 in the direction of the diameter edge 176 of the circumferentially adjacent guide vane LEA when doing so; The outflow stream 1 4 may also move upwards out of the plane of paper in the direction of the central region AY inside the nozzle; of and cause aerodynamic loss. Figure 9 is an illustration of the YA coolant flow current in a VA pre-swirl unit having the 0 properties disclosed here using fluid modeling. When the guide edge VE encounters the first guide vane (£7) the inrush current separates; YY of the leg Af of the horseshoe vortex Vi slightly from the pressure side YT on the reverse of the figure VA is transmitted GIVE the direction of the suction side VA of the circumferentially adjacent guide vane $A as it travels inside the nozzle; © in the direction of the diameter edge 176 of the circumferentially adjacent vane LEA instead; adhere to the flow stream 174 1 Beside the pressure VT of the first guide vane £1 for a longer distance. Moreover, the inrush current is less likely to separate from the plane of the paper to the same degree. As a result, in a pre-spin unit disclosed here, the leg 84 of the vortex is generated in the form of Horseshoe 710 Less aerodynamic losses resulting in more efficient gas turbine operation ad From the above, it is clear that the inventors have realized a new way to develop aerodynamics | The inventors also made further developments on the pre-spin sans to improve aerodynamics further. Inside say tribal swirl. Subsequently; The above represents an improvement in the field. Whilst various embodiments of the present invention have been illustrated and described (la Yo it will be evident that these embodiments are given as an example only. Several changes can be implemented in
— \ _ والاستبدالات دون الخروج من الاختراع. بالتالي؛ من المزمع أن يتقيد الاختراع فقط بواسطة محوى ومجال عناصر الحماية اللاحقة. Tv— \ _ and substitutions without departing from the invention. Subsequently; The invention is intended to be limited only by the content and scope of the subsequent claims. TV
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/766,909 US8926267B2 (en) | 2011-04-12 | 2013-02-14 | Ambient air cooling arrangement having a pre-swirler for gas turbine engine blade cooling |
| PCT/US2014/016014 WO2014126994A1 (en) | 2013-02-14 | 2014-02-12 | Gas turbine engine with an ambient air cooling arrangement having a pre-swirler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA515360813B1 true SA515360813B1 (en) | 2018-08-29 |
Family
ID=50156985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA515360813A SA515360813B1 (en) | 2013-02-14 | 2015-07-27 | Ambient air cooling arrangement having a pre-swirler for gas turbine engine blade cooling |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2956624B1 (en) |
| JP (1) | JP6173489B2 (en) |
| CN (1) | CN105392964B (en) |
| RU (1) | RU2618153C2 (en) |
| SA (1) | SA515360813B1 (en) |
| WO (1) | WO2014126994A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106014486A (en) * | 2016-08-09 | 2016-10-12 | 上海电气燃气轮机有限公司 | Gas turbine cooling gas path and gas turbine |
| US11396888B1 (en) | 2017-11-09 | 2022-07-26 | Williams International Co., L.L.C. | System and method for guiding compressible gas flowing through a duct |
| CN110145374B (en) * | 2018-02-14 | 2021-07-30 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | Pre-rotation system of engine |
| US11702713B2 (en) * | 2018-07-18 | 2023-07-18 | Tenova S.P.A. | Process and plant for preheating a metal charge fed in continuous to an electric melting furnace |
| WO2021015861A1 (en) | 2019-07-25 | 2021-01-28 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Pre-swirler adjustability in gas turbine engine |
| US20250137381A1 (en) * | 2021-09-22 | 2025-05-01 | Exonetik Turbo Inc. | Rim-rotor turbine sealing and cooling arrangement |
| CN116220913B (en) * | 2023-05-08 | 2023-08-18 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Low-loss engine pre-rotation air supply system |
| US20250093030A1 (en) * | 2023-09-15 | 2025-03-20 | Rtx Corporation | Multi-piece injector nozzle for a turbine engine |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3653114B2 (en) * | 1995-02-03 | 2005-05-25 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション | Stator vane structure |
| RU2289029C2 (en) * | 2004-02-05 | 2006-12-10 | Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" им. акад. А.Г. Ивченко" | Device to supply cooling air to working of turbine wheel |
| US7134842B2 (en) * | 2004-12-24 | 2006-11-14 | General Electric Company | Scalloped surface turbine stage |
| GB0518628D0 (en) * | 2005-09-13 | 2005-10-19 | Rolls Royce Plc | Axial compressor blading |
| US7870742B2 (en) * | 2006-11-10 | 2011-01-18 | General Electric Company | Interstage cooled turbine engine |
| JP2008144687A (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine stationary blade structure |
| US8118556B2 (en) * | 2007-01-31 | 2012-02-21 | Caterpillar Inc. | Compressor wheel for a turbocharger system |
| US8079802B2 (en) * | 2008-06-30 | 2011-12-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine |
| US8647067B2 (en) * | 2008-12-09 | 2014-02-11 | General Electric Company | Banked platform turbine blade |
| RU2443869C2 (en) * | 2010-02-19 | 2012-02-27 | Вячеслав Евгеньевич Беляев | Gas turbine rotor cooling device |
| US8613199B2 (en) * | 2010-04-12 | 2013-12-24 | Siemens Energy, Inc. | Cooling fluid metering structure in a gas turbine engine |
| US8684684B2 (en) * | 2010-08-31 | 2014-04-01 | General Electric Company | Turbine assembly with end-wall-contoured airfoils and preferenttial clocking |
| ES2440563T3 (en) * | 2011-02-08 | 2014-01-29 | MTU Aero Engines AG | Blade channel with side wall contours and corresponding flow apparatus |
| US8684666B2 (en) * | 2011-04-12 | 2014-04-01 | Siemens Energy, Inc. | Low pressure cooling seal system for a gas turbine engine |
-
2014
- 2014-02-12 JP JP2015558100A patent/JP6173489B2/en active Active
- 2014-02-12 CN CN201480008673.XA patent/CN105392964B/en active Active
- 2014-02-12 EP EP14706248.3A patent/EP2956624B1/en active Active
- 2014-02-12 WO PCT/US2014/016014 patent/WO2014126994A1/en active Application Filing
- 2014-02-12 RU RU2015134151A patent/RU2618153C2/en active
-
2015
- 2015-07-27 SA SA515360813A patent/SA515360813B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015134151A (en) | 2017-03-20 |
| EP2956624A1 (en) | 2015-12-23 |
| CN105392964A (en) | 2016-03-09 |
| CN105392964B (en) | 2018-04-13 |
| EP2956624B1 (en) | 2020-12-30 |
| JP6173489B2 (en) | 2017-08-02 |
| RU2618153C2 (en) | 2017-05-02 |
| WO2014126994A1 (en) | 2014-08-21 |
| JP2016508570A (en) | 2016-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SA515360813B1 (en) | Ambient air cooling arrangement having a pre-swirler for gas turbine engine blade cooling | |
| RU2498081C2 (en) | Blade with asymmetrical platform, rotor blade wheel, turbomachine and turbomachine nozzle diaphragm section | |
| US9896942B2 (en) | Cooled turbine guide vane or blade for a turbomachine | |
| CN102301136B (en) | Wind turbine nacelle with cooler top | |
| CN106133276B (en) | Turbine airfoil | |
| CN104791018B (en) | Turbine blade having swirling cooling channel and cooling method thereof | |
| US20200263561A1 (en) | Air-Oil Heat Exchanger | |
| JPH08319803A (en) | Closed-circuit steam-cooled moving blade | |
| US20130156579A1 (en) | Ambient air cooling arrangement having a pre-swirler for gas turbine engine blade cooling | |
| CN206600840U (en) | A kind of burner inner liner of combustion chamber | |
| US9512740B2 (en) | Industrial gas turbine exhaust system with area ruled exhaust path | |
| US20220106907A1 (en) | Turbine engine with struts | |
| CN102889237B (en) | Blade wheel with large blades and small blades applying front edges with sharp corners and air compressor | |
| CN102434233B (en) | Exhaust steam cylinder of miniature steam turbine | |
| CN208706208U (en) | LED display module and LED display | |
| CN107355426A (en) | A kind of super low noise bumps biomimetic type subway tunnel propeller fan movable vane piece | |
| CN107143384A (en) | A kind of compound angle air film hole layout structure of turbine rotor blade suction surface | |
| US10690149B2 (en) | Turbine engine part with non-axisymmetric surface | |
| CN106089310A (en) | A kind of double disc turbine disk of fiber reinforcement improving disc bearing capacity | |
| Sharma et al. | Comprehensive Review on Leading Edge Turbine Blade Cooling Technologies. | |
| CN107060889A (en) | A kind of double disc turbine disks with disk chamber turbulence columns | |
| CN110700894B (en) | Turbine rotor blade of gas turbine and gas turbine using same | |
| CN205425225U (en) | Axial fan structure of supplying air | |
| CN104197498B (en) | Heat exchanger of refrigeration equipment and refrigeration equipment with heat exchanger | |
| US10612421B2 (en) | Gas turbine exhaust assembly |