Kaasuturbiinit ovat laajalti käytössä sähköntuotannossa ja ilmailussa niiden tehokkuuden ja luotettavuuden vuoksi. Niiden suorituskyvyn parantaminen voi johtaa energiantuotannon lisääntymiseen ja toimintakustannusten alenemiseen. Yksi tehokas menetelmä on terän muodon optimointi, joka lisää ilmavirtaa ja vähentää mekaanista rasitusta.

Lapamuodon optimointi

Lapa muodon optimointiin kuuluu turbiinin lapojen geometrian muuttaminen aerodynaamisen tehokkuuden parantamiseksi. Tässä prosessissa tarkastellaan muun muassa terän kaarevuutta, paksuutta ja kulmaa ilmavirran maksimoimiseksi ja hävikkien minimoimiseksi.

Tapaustutkimuksen menetelmät

Tapaustutkimuksessa käytettiin laskentanestedynamiikan (CFD) simulaatioita eri lapamallien analysoimiseksi. Iteratiivisessa testauksessa pyrittiin tunnistamaan muodot, jotka tarjosivat parhaat suorituskyvyn parannukset. Fyysisiä prototyyppejä testattiin sitten valvotuissa ympäristöissä simulaatiotulosten validoimiseksi.

Tulokset ja hyödyt

Optimoidut terämuodot paransivat kokonaishyötysuhdetta 5% ja vähensivät polttoaineen kulutusta 10%. Lisäksi uusissa malleissa mekaaninen kuormitus oli vähäisempää, mikä pidensi turbiinikomponenttien käyttöikää.

  • Ilmavirran dynamiikka
  • Toimintakustannusten lasku
  • Osan pidennetty käyttöikä
  • Pienemmät päästöt