Estudio del flujo meridional en turbomáquinas axiales

Abstract

En este trabajo se presenta un estudio numérico del flujo meridional en turbomáquinas axiales. Para ello se ha implementado un código numérico que resuelve el flujo meridional tanto a partir de las ecuaciones de equilibrio radial simplificado, como mediante las ecuaciones completas que modelan el flujo meridional, usando la función de corriente, mediante la teoría clásica del disco actuador. El trabajo ha partido del estudio para flujo incompresible, siendo validado para las configuraciones encontradas en bibliografía y se ha implementado una aplicación informática genérica para la resolución del problema de análisis directo así como para el problema inverso (en el caso de imponer una ley torsional genérica). Asimismo se ha extendido el análisis de cascadas aisladas de estator y rotor a escalonamientos y turbomáquinas con múltiples escalonamientos. Finalmente tras el proceso de análisis y validación de los métodos implementados se ha pasado a la extensión del análisis a escalonamientos de cascadas en turbomáquinas térmicas. Para ello se ha complementado el método del disco actuador, mediante la inclusión de los términos asociados a densidad variable, tratándolos como términos fuente correctores.

In this work a numerical analysis of meridional flow in axial turbomachinery has been performed applying the actuator disk theory. A numerical tool for non compressible flows was implemented based on the actuator disk theory, improving the results from the simple radial equilibrium analysis. Later on the model was also extended to the analysis for compressible flows under the actuator disk theory.