Title of article :
Influence of Different Steam Cooling Techniques for High Pressure Turbine Blades on the Performance of Gas Turbine
Author/Authors :
Vadlamudi, T. C Department of Mechanical Engineering - R.V.R & J.C College of Engineering - Guntur - India , Kommineni, R Department of Mechanical Engineering - R.V.R & J.C College of Engineering - Guntur - India , Katuru, B. P Department of Mechanical Engineering - R.V.R & J.C College of Engineering - Guntur - India , Injeti, N. K. N Department of Marine Engineering - A.U. College of Engineering - Visakhapatnam - India
Abstract :
Gas turbines are always intended to give more specific work output for which continuous exposure to hot combustion gases is necessary. To increase the lifespan of the turbine blades active cooling should be applied to the High Pressure (HP) turbine blades. In the present work, a simple open cycle gas turbine is modeled to carry out thermodynamic analysis with different open loop steam cooling techniques: steam internal convection cooling (SICC), steam film cooling (SFC) and steam transpiration (STC) cooling. The effect of Turbine inlet temperature (TIT), Turbine blade temperature (Tb), and Compressor pressure ratio (CPR) on the coolant flow requirement and effect of T_b on the performance were estimated. The entire analysis is carried out with contemplation of variable specific heat (VSH) along with constant specific heats (CSH) for air and gas. Between VSH and CSH approaches, the former analysis leads to better performance from the first and second law efficiencies point of view. Irreversibility and Entropy generation rate are maximum in the combustor and they are less for VSH case in all cooling schemes and are decreased by 38.5 40 and 40.4% for SICC, SFC and STC schemes, respectively when compared with CSH (at TIT=1580K, Tb=1123K, CPR=19.1) analysis.
Farsi abstract :
توربين هاي گازي هميشه در نظر گرفته شده اند تا خروجي كار خاصي را براي آنها فراهم آورند كه مستقيما به گازهاي احتراق داغ ضروري است. براي افزايش طول عمر خنك كننده تيغه هاي توربين بايد به تيغه هاي توربين فشار بالا (HP) اعمال شود. در اين مقاله، يك توربين گشتاور ساده باز به منظور تحليلي ترموديناميكي با تكنيك هاي مختلف خنك كننده بخار باز، مدل سازي شده است: خنك سازي بخار داخلي (SICC)، خنك سازي بخار فيلم (SFC) و خنك كننده تبخير بخار اثر دماي ورودي توربين دماي تيغه توربين و نسبت فشار كمپرسور(CPR) بر نياز جريان جريان خنك كننده و اثر Tb بر عملكرد آن محاسبه شد. كل تجزيه و تحليل با توجه به حرارت ويژه متغير (VSH) همراه با حرارت ثابت ثابت (CSH) براي هوا و گاز انجام مي شود. بين رويكردهاي VSH و CSH، تجزيه و تحليل سابق منجر به عملكرد بهتر از ديدگاه هاي اولويت دوم و سودآوري قانون مي شود. عدم برگشت پذيري و نرخ توليد كاهش يافته آنتروپي حداكثر در سوختگي است و براي VSH در تمامي طرح هاي خنك كننده كمتر است و براي SFC SICC و STC به ترتيب 40/5 و 40 / 40 كاهش يافته است.
Keywords :
Gas turbine blade cooling , Internal convection cooling , Film and transpiration cooling , Irreversibility , Entropy generation rate
Journal title :
Astroparticle Physics