Efektywny napęd – oszczędność pieniędzy i środowiska
W celu poprawienia metod modelowania obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) wykorzystywanej w ramach konstrukcji turbin wysokociśnieniowych, należy zrozumieć złożoność zjawisk aerotermicznych zachodzących w turbinach. Finansowany ze środków UE projekt "Zewnętrzne przepływy aerotermiczne turbiny 2" (TATEF2) został podjęty, aby zbadać najważniejsze zewnętrzne przepływy powietrza i ciepła, w celu utworzenia bazy danych, która umożliwiłaby wykorzystanie ulepszonych metod CFD i zoptymalizowanie procesu konstrukcyjnego w celu uzyskania większej efektywności przy obniżonym koszcie i ryzyku usterki. Najpierw badacze ocenili aerotermiczną efektywność i straty związane z wlotowym zniekształceniem temperatury i wlotowymi zawirowaniami powietrza. Badacze poszerzyli czynności o badania pozwalające uzyskać po raz pierwszy wiarygodne pomiary ogólnej wydajności wysokociśnieniowych turbin i byli w stanie określić główną przyczynę strat w turbinach. Co więcej, przeprowadzili podstawowe badania chłodzenia błon, korzystając z dających wielkie możliwości technik optycznej termografii podczerwieni, pozwalając na uzyskanie doskonałej termicznej i lokalnej rozdzielczości, której uzyskanie nie było do tej pory możliwe. Badania doprowadziły także do utworzenia dwóch baz danych dotyczących wydajności aerotermicznej błony chłodzącej w celu oceny metod CFD i lepszego zrozumienia fizyki przepływu. Na koniec badacze poprawili kod CFD w oparciu o poprzednie badania, poprawiając wyliczenia dla przepływu turbulencji i przepływu ciepła, z których ten drugi skrócił czas obliczeń o jedną trzecią. Podsumowując, w rezultacie realizacji projektu TATEF2 udało się lepiej zrozumieć złożoną aerodynamikę i przepływ ciepła przy podstawowym chłodzeniu błony i zachowania etapowego turbiny wysokociśnieniowej, co prowadziło do znaczącej poprawy metod modelowania CFD. Poza lepszą wydajnością silników lotniczych, wdrożenie wyników powinno zmniejszyć także wpływ na środowisko wywierany przez transport powietrzny, który obecnie znacząco przyczynia się do globalnego ocieplenia. Bardziej ekologiczny transport powietrzny jest korzystny dla konsumentów, dla branży i dla planety.
