Numerische Berechnung der spaltbeeinflußten Strömung in Axialturbinen mit Diffusoren:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 7]
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| Beschreibung: | Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 1996 |
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| adam_text | Titel: Numerische Berechnung der spaltbeeinflußten Strömung in Axialturbinen mit Diffusoren
Autor: Krückels, Jörg
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Jörg Kruckels, Mülheim Numerische Berechnung der spaltbeeinfflußten Strömung in Axialturbinen mit Diffusoren Reihe 7 : Strömungstechnik Nr. 306
V Inhaltsverzeichnis Nomenklatur VII 1 Einleitung 1 2 Stand der Forschung 5 3 Mathematisches Modell 13 3.1 Grundgleichungen .......................... 13 3.2 Grundgleichungen des rotationssymmetrischen numerischen Verfahrens zur Lösung der Eulergleichungen mit Verlustmodell 15 3.2.1 Mathematisches Modell in Zylinderkoordinaten..... 15 3.2.2 Grundgleichungen in integraler Form........... 16 3.2.3 Normierung der Strömungsgrößen............. 16 3.3 Grundgleichungen des dreidimensionalen numerischen Verfahrens zur Lösung der vollständigen Navier-Stokes-Gleichungen 17 3.3.1 Mathematisches Modell in Zylinderkoordinaten..... 17 4 Numerischer Lösungsalgorithmus 20 4.1 Rotationssymetrisches Euler-Verfahren mit Verlustmodell für Diffusoren............................... 20 4.1.1 Zelleckpunktschema..................... 20 4.1.2 Berechnung der Projektionsflächen und Elementvolumina 20 4.1.3 Zeitintegration ........................ 22 4.1.4 Stabilitätskriterium ..................... 23 4.1.5 Numerische Dämpfung.................... 23 4.1.6 Berechnung der Reibungskräfte aus einer analytisch vorgegebenen Schubspannungsverteilung ........ 25
VI 4.1.7 Berechnung der Reibungskräfte aus Geschwindigkeitsgradienten ........................... 26 4.1.8 Turbulenzmodell....................... 28 4.1.9 Behandlung der Ränder................... 31 4.2 Dreidimensionales numerisches Verfahren zur Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen für Axialturbinenstufen ...... 33 4.2.1 Multiblock-Verfahren..................... 34 5 Diffusorströmung 40 5.1 Gewinnung der experimentellen Daten.............. 40 5.2 Ergebnisse der numerischen Berechnungen ........... 41 5.2.1 Gittererzeugung........................ 41 5.2.2 Berechnung von gemittelten Strömungsgrößen und Diffusorkennwerten ....................... 43 5.2.3 Variation des Parameters des Verlustmodells ...... 45 5.2.4 Axial-Radialdiffusor der Versuchsendstufe........ 46 5.2.5 Axialdiffusor.......................... 57 5.2.6 Optimierung eines Diffusors ................ 58 5.3 Berechnung instationärer Strömungen im Diffusor....... 63 5.3.1 Rechenzeit- und Speicherplatzbedarf........... 70 6 Berechnung der Strömung in Axialturbinen unter Berücksichtigung des Radialspalts 71 6.1 Ebenes Turbinengitter........................ 71 6.2 Dampfturbinenendstufe und Diffusor............... 79 6.3 Vergleich der verschiedenen Berechnungsverfahren....... 91 7 Zusammenfassung und Ausblick 94
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