Publication detail

BLADE LOAD ANALYSIS ON SWIRL TURBINE RUNNER WITH NONUNIFORM BLADE CASCADE

STAREČEK, J. HALUZA, M. RUDOLF, P.

Czech title

Analýza zatížení lopatek oběžného kola vírové turbíny s nestejnoměrnou lopatkovou mříží.

English title

BLADE LOAD ANALYSIS ON SWIRL TURBINE RUNNER WITH NONUNIFORM BLADE CASCADE

Type

journal article in Web of Science

Language

en

Original abstract

Blade load analysis of the turbine blades is generally very crucial for hydraulic machine designs, especially in a case of axial turbines, where the shroud is missing. The torque in this case is transmitted only by the blade pivots or fixed support to hub. Blade loading can be especially significant for off-design operating regimes. Modulation of the excitation frequencies and pressure pulsations is enabled by application of so called nonuniform blade cascades, which leads to different force magnitudes on each of the turbine blades. Therefore, it is necessary to analyse the force acting on each blade by CFD and FEM analysis to adjust thickness of the fixed support or the diameters of the pivots. These analyses are especially important in case of 3D printed plastic runners like in the case of the presented swirl turbine runner.

Czech abstract

Analýza zatížení lopatek lopatek turbíny je obecně velmi důležitá pro konstrukce hydraulických strojů, zejména v případě axiálních turbín, kde chybí plášť. Kroutící moment je v tomto případě přenášen pouze čepy čepele nebo pevnou podpěrou na náboj. Zatížení čepele může být zvláště významné pro provozní režimy mimo konstrukci. Modulace excitačních frekvencí a tlakových pulzací je umožněna aplikací takzvaných nestejnoměrných lopatkových kaskád, což vede k rozdílným velikostem síly na každé z lopatek turbíny. Proto je nutné analyzovat sílu působící na každou čepel pomocí CFD a MKP analýzy, aby se upravila tloušťka pevné podpěry nebo průměry čepů. Tyto analýzy jsou zvláště důležité v případě 3D tištěných plastových oběžných kol, jako v případě předloženého oběžného kola vířivé turbíny.pomocí vylepšené metody korelační funkce.

English abstract

Blade load analysis of the turbine blades is generally very crucial for hydraulic machine designs, especially in a case of axial turbines, where the shroud is missing. The torque in this case is transmitted only by the blade pivots or fixed support to hub. Blade loading can be especially significant for off-design operating regimes. Modulation of the excitation frequencies and pressure pulsations is enabled by application of so called nonuniform blade cascades, which leads to different force magnitudes on each of the turbine blades. Therefore, it is necessary to analyse the force acting on each blade by CFD and FEM analysis to adjust thickness of the fixed support or the diameters of the pivots. These analyses are especially important in case of 3D printed plastic runners like in the case of the presented swirl turbine runner.

Keywords in Czech

vířivá turbína, neuniformní lopatková mříž, FEM, CFD

Keywords in English

swirl turbine, nonuniform blade cascade, CFD, FEM

Released

01.10.2020

Publisher

Pripotocni 1519 / 10a, 101 00 Praha 10

Location

Praha, Česká Republika

ISSN

1805-0476

Number

4

Pages from–to

4019–4026

Pages count

8

BIBTEX


@article{BUT165524,
  author="Edita {Mariánková} and Jakub {Stareček} and Miloslav {Haluza} and Pavel {Rudolf},
  title="BLADE LOAD ANALYSIS ON SWIRL TURBINE RUNNER WITH NONUNIFORM BLADE CASCADE",
  year="2020",
  number="4",
  month="October",
  pages="4019--4026",
  publisher="Pripotocni 1519 / 10a, 101 00 Praha 10",
  address="Praha, Česká Republika",
  issn="1805-0476"
}