Numerický výpočet proudění ve stupni experimentální vzduchové turbíny

Ing. Martina KADLECOVÁ

Bachelor's thesis

Numerical simulation of flow in the experimental air turbine stage

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá simulací proudění v experimentální vzduchové turbíně VT400, která se nachází v laboratoři katedry energetických strojů a zařízení ZČU. Modelován je průtočný kanál a přilehlá mezera. V teoretické části práce jsou shrnuty základní poznatky z termomechaniky, vysvětlena kinematika lopatkových strojů, princip přeměny energie v turbínovém stupni a definovány účinnosti. Dále je představen způsob výpočetního řešení proudění, založený na zákonech zachování hmotnosti, hybnosti a energie a jejich numerickém řešení. Praktická část práce byla řešena v software ANSYS 17. Je popsán postup vytváření sítí pro lopatky v programu TurboGrid, příprava sítí pro oblast mezery v ICEM CFD a dále sestavení simulace v CFX-Pre. Následuje analýza výsledků, porovnání s výsledky bez uvažování mezery, zjištění optimálního hmotnostního toku a grafické výstupy.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the simulation of flow in experimental air turbine VT400, which is located in the laboratory of department of power system engineering UWB. The flow channel and the adjacent gap are modeled. The theoretical part of the thesis summarizes basic knowledge of thermodynamics, kinematics of turbomachines and principle of conversion of energy in the turbine stage are explained and efficiency is defined. Then is presented a method of computational solution of flow, based on the conservation laws of mass, momentum and energy and their numerical solution. The practical part of the thesis was solved in the ANSYS 17 software. The procedure for creating the blade meshes in TurboGrid, preparing the gap meshes in ICEM CFD and building a simulation in the CFX-Pre is described. Then follows results analysis, comparison with results without gap, optimal mass flow finding and graphical outputs.

Keywords

turbína VT400, ideální plyn, energie, proudění, lopatkové stroje, rozváděcí a oběžné lopatky, CFD, zákony zachování, simulace, účinnost, ANSYS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2017

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Roman Gášpár

University of West Bohemia

Faculty of Mechanical Engineering

Bachelor programme / field:
Mechanical Engineering / - Design of Power Machines and Equipment