The experimental study of diffuser geometry for low pressure exhaust casing of steam turbine

Title Alternative:Experimentální zkouška geometrie difuzoru pro nízkotlakové výfukové pláště parní turbíny
Simple item page
dc.contributor.authorKalista, Robert
dc.contributor.authorKanta, Lukáš
dc.contributor.authorFeldberg, Lev
dc.date.accessioned2019-07-09T08:11:43Z
dc.date.available2019-07-09T08:11:43Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractVýkon posledního stupně LP části parní turbíny je silně ovlivněn efektivitou spodního výfukového pláště. Otáčení 90° v relativně krátké axiální vzdálenosti je hlavní příčinou ztrát a konstrukce difuzoru s nízkou ztrátou stále zůstává výzvou pro strojní inženýry. V tomto článku byly publikovány výsledky studií několika konstrukcí difuzoru výfukových plynů parodontu ŠKODA. Několik experimentálních měření bylo provedeno ve speciálním sektorovém modelu vzduchotechniky. Toto jedinečné zkušební zařízení umožňuje vizuální pozorování průtoku metodou Schlieren a vyhodnocení ztrátového koeficientu statického tlaku v difuzoru. Testovací zařízení umožňuje dosažení velmi vysokých (nadzvukových) rychlostí. Rozsah pozorovaných rychlostí byl od 30 do 360 m/s. Experimentální data z těchto měření jsou velmi užitečná, aby bylo možné předvídat ztráty výfukových plášťů během reálné činnosti parní turbíny v neupravených stavech. Bylo popsáno chování jednotlivých návrhů difuzoru.cs
dc.description.abstractDie Leistung der letzten Stufe des LP-Teils der Dampfturbine wird stark von der Effektivität des unteren Auspuffmantels beeinflusst. Eine Drehung um 90° in relativ kurzer Axialentfernung ist der Hauptgrund der Verluste und die Konstruktion eines Diffusors mit niedrigem Verlust bleibt weiterhin eine Herausforderung für die Maschinenbauingenieure. In diesem Artikel werden die Ergebnisse der Studien einiger Konstruktionen des Diffusors von Auspuffgasen des Parodonts ŠKODA publiziert. Es wurden einige experimentelle Messungen in einem speziellen Sektorenmodell der Lufttechnik durchgeführt. Diese einzigartige Versuchseinrichtung ermöglicht ein visuelles Beobachten der Durchflussmenge mit der Schlieren-Methode und eine Auswertung des Verlustkoeffizienten des statischen Drucks im Diffusor. Die Testeinrichtung ermöglicht das Erreichen sehr hoher Geschwindigkeiten (Überschallgeschwindigkeit). Der Umfang der beobachteten Geschwindigkeiten betrug zwischen 30 und 360 m/s. Die aus dieser Messung hervorgegangenen experimentellen Daten sind sehr nützlich dazu, die Verluste der Auspuffummantelungen während der realen Tätigkeit der Dampfturbine in ungeregelten Zuständen voraussagen zu können. Es wird das Verhalten der einzelnen Entwürfe des Diffusors beschrieben.de
dc.description.abstractThe performance of the last stage of the LP part of a steam turbine is strongly influenced by the effectivity of the downstream exhaust casing. The 90° turning of the flow in a relatively short axial distance is a major cause of losses and the design of low-loss diffuser still remains a challenge for mechanical engineers. In this paper, results of studies on a several steam turbine exhaust diffuser designs of SKODA have been reported. Several experimental measurements were carried out in the special sector model air test rig. This unique test rig allows visual observation of the flow by the Schlieren method and evaluating the loss coefficient of static pressure in the diffuser. The test rig allows achieving very high (supersonic) speeds. The range of observed velocities was from 30 to 360 m/s. The experimental data from these measurements are very useful to be able to predict the exhaust casing losses during the real operation of steam turbine in non-designed states. The behaviour of individual diffuser designs has been discussed.en
dc.description.abstractNa wydajność ostatniego stopnia niskoprężnej części turbiny parowej w dużym stopniu wpływa skuteczność dolnej obudowy wylotowej. Obroty 90° przy stosunkowo małej odległości osiowej stanowią podstawową przyczynę strat a konstrukcja dyfuzora o niskich stratach pozostaje wciąż wyzwaniem dla inżynierów maszyn. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań obejmujących kilka konstrukcji dyfuzora wylotowego w turbinach marki SKODA. Kilka eksperymentalnych pomiarów przeprowadzono w specjalnym modelu sektorowym systemu wentylacyjnego. To wyjątkowe urządzenie testowe umożliwia wizualną obserwację przepływów przy wykorzystaniu metody Schlierena oraz ocenę współczynnika strat ciśnienia statycznego w dyfuzorze. Urządzenie testowe pozwala na osiągnięcie bardzo dużych (naddźwiękowych) prędkości. Zakres obserwowanych prędkości wynosił od 30 do 360 m/s. Dane eksperymentalne z tych pomiarów są bardzo przydatne do prognozowania strat w obudowach wylotowych w trakcie realnej pracy turbiny parowej także o innej konstrukcji. Opisano także zachowania poszczególnych konstrukcji dyfuzora.pl
dc.formattext
dc.format.extent11 stran
dc.identifier.doi10.15240/tul/004/2019-1-002
dc.identifier.eissn1803-9790
dc.identifier.issn1803-9782
dc.identifier.otherACC_2019_1_02
dc.identifier.urihttps://dspace.tul.cz/handle/15240/152819
dc.language.isoen
dc.licenseCC BY-NC 4.1
dc.publisherTechnická univerzita v Liberci, Česká republikacs
dc.relation.isbasedonM. HOZNEDL et al.: The Pressure Field at the Output From a Low Pressure Exhaust Hood and Condenser Neck of the 1090 MW Steam Turbine: Experimental and Numerical Research. In: Proceedings of ASME Turbo Expo 2018. Oslo, Norway. 2018, Paper No. GT2018-75248. ISBN 978-0-7918-5117-3. DOI: 10.1115/GT2018-75248
dc.relation.isbasedonKALISTA, R.; MRÓZEK, L.; HOZNEDL, M.: The Experimental Investigation of the Internal Support Effects on Exhaust Casing Pressure Recovery. In: Proceedings of ASME 2017 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. 2017, Paper No. IMECE2017-70279. ISBN 978-0-7918-5841-7. DOI: 10.1115/IMECE2017-70279
dc.relation.isbasedonHOZNEDL, M.; PACÁK, A.; TAJČ, L.: Effect of internal elements of the steam turbine exhaust hood on losses. EPJ Web of Conferences. 2012, Vol. 25, Paper No. 01024. DOI: 10.1051/epjconf/20122501024
dc.relation.isbasedonFU, Jing-Lun; LIU, Jian-Jun: Investigation of Influential Factors on the Aerodynamic Performance of a Steam Turbine Exhaust System. In: Proceedings of ASME Turbo Expo 2010. Glasgow, UK. 2010. Paper No. GT2010-22316. ISBN 978-0-7918-4402-1. eISBN 978-0-7918-3872-3. DOI: 10.1115/GT2010-22316
dc.relation.isbasedonФЕЛЬДБЕРГ, Л. А.: Аэродинамическое исследование диффузора цнд турбины Шкода на секторной модели. внутренний отчет для SKODA. Контракт 203/290912/11. 2009.
dc.relation.isbasedonTAJČ, L. et al.: The experimental investigation of the influence of the flow swirl and the tip clearance on aerodynamics characteristics of exhaust hoods. In: Turbomachinery 2007. Athens, Greece. 2007, pp. 395–404.
dc.relation.isbasedonДОБКЕС, А. П.; НИШНЕВИЧ, В. А.; ФЕЛЬДБЕРГ, Л. А.; ЮШКЕВИЧ, Ю. Э.: Устройство для исследования газовых потоков оптическими методами. Авторское свидетельство СССР 811116.
dc.relation.ispartofACC Journalen
dc.relation.isrefereedtrue
dc.subjectdiffuseren
dc.subjectsteam turbineen
dc.subjectexhaust casingen
dc.subjectpressure lossen
dc.titleThe experimental study of diffuser geometry for low pressure exhaust casing of steam turbineen
dc.title.alternativeExperimentální zkouška geometrie difuzoru pro nízkotlakové výfukové pláště parní turbínycs
dc.title.alternativeExperimentale Prüfung der Diffusergeometrie für Niedrigdruckauspuffmäntel der Dampfturbinede
dc.title.alternativeEksperymentalna próba geometrii dyfuzora dla niskoprężnych obudów wylotowych turbiny parowejpl
dc.typeArticleen
local.accessopen
local.citation.epage27
local.citation.spage17
local.fulltextyesen
local.relation.issue1
local.relation.volume25
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
ACC_2019_1_02.pdf
Size:
887.54 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
článek
Download
Collections
2019/1 - Natural Sciences and Technology