Raffreddamento migliorato per gli aeromotori futuri
L’efficienza nel consumo di carburante dei motori a getto dipende in larga misura dalle prestazioni della turbina. La progettazione del sistema di raffreddamento della turbina rimane una delle parti più difficili dello sviluppo del motore, e i progettisti si affidano eccessivamente a strumenti empirici per creare nuovi progetti. Il progetto ERICKA(si apre in una nuova finestra) (Engine representative internal cooling knowledge and applications), finanziato dall’UE, ha effettuato numerosi test in piattaforme di verifica per ottimizzare i progetti di raffreddamento delle pale delle turbine. Il lavoro sperimentale è stato integrato dall’analisi computazionale e dalla modellazione. La tecnologia di raffreddamento all’avanguardia rappresenta un’area fondamentale per la progettazione migliorata del raffreddamento a pale delle turbine a gas. Gran parte del lavoro è stato rivolto all’ottimizzazione delle prestazioni di raffreddamento dei sistemi di intromissione. Sono state testate diverse posizioni, angoli e forme per i fori del getto, per valutare le prestazioni di raffreddamento della pala. Per ottenere migliori risultati, sono stati spostati anche i fori del getto e le posizioni delle alette. I partner del progetto hanno studiato dettagliatamente le geometrie statiche e rotanti di raffreddamento tipiche dei motori attuali e futuri. Gli esperimenti hanno portato alla selezione di nuove geometrie da progettare, produrre e testare. ERICKA ha offerto dati di misurazione di classe mondiale del coefficiente di trasferimento del calore (HTC) e sviluppato metodi di calcolo per sfruttare con vantaggio la rotazione e migliorare il design di raffreddamento e l’efficienza della turbina. L’analisi delle dinamiche fluide computazionali ha aiutato a prevedere i flussi interni. Il progetto ha supportato lo sviluppo di software di progettazione appositamente per la progettazione di impianti di raffreddamento. In base alle misurazioni di HTC, i partner del progetto hanno sviluppato un codice per individuare i design ottimali di passaggio del raffreddamento per turbine ad alta e bassa pressione. Dal sito web del progetto può essere scaricata una banca dati contenente i dati sul trasferimento del calore e sulle misurazioni della perdita di pressione proveniente dalla geometria ottimizzata della struttura statica. ERICKA ha puntato a ridurre le emissioni di anidride carbonica dell’1 % rispetto ai motori di riferimento del 2000. Il progetto ha migliorato notevolmente la comprensione del trasferimento di calore e del raffreddamento per consentire lo sviluppo di nuove soluzioni di raffreddamento. Le attività di divulgazione del progetto includono una presentazione e un poster presentato in occasione di un laboratorio oltre al sito web del progetto.
