Gasturbinen

1D CFD-Simulation mit Flownex® SE erlaubt schnelle und effiziente Durchführung von umfassenden Design- und Parameterstudien für Sekundärluftsysteme in Gasturbinen und Flugzeugtriebwerken (Brennkammer, Schaufelkühlung) sowie schnelle und präzise Performanceanalysen für integrierte Systeme, bestehend aus Verdichter, Brennkammer, Turbine und Auslassdüse.

1D-CFD-Modelle erlauben effiziente Auslegung & Optimierung der Sekundärluftsysteme (SLS) in Brennkammern von Gasturbinen

  • Flownex®SE bietet alle erforderlichen Komponenten für die detaillierte Modellierung von Verbrennung, Wärme- und Stofftransport in der Brennkammer von Gasturbinen
  • Ermittlung der Gaszusammensetzung
  • Berechnung der adiabaten Flammentemperatur
  • schnelle Berechnung der Strömungsverteilung (Massenströme, Temperaturen, Druck und Druckverlust)
  • transiente Berechnung unter Berücksichtigung von Wärmespeichereffekten
  • Analyse der axialen Wärmeleitung (2D) in der Brennkammerwand
  • Wärmestrahlung (Festkörper/Festkörper) bzw. (Gas/Festkörper)
  • Berücksichtigung von Effekten wie Prallkühlung und Filmkühlung
  • Wärmetransport durch Strahlung, Konvektion und Konduktion
Flownex kann Sekundärluftsysteme zur Wandkühlung der Brennkammer in einer Gasturbine modellieren und simulieren
Flownex modelliert Sekundärluftsysteme zur Schaufelkühlung in Gasturbinen

Sekundärluftsysteme (SLS) zur Schaufelkühlung

  • Flownex® bietet alle erforderlichen Komponenten zur Modellierung und Simulation stehender und rotierender Elemente im Kühlsystem einer Gasturbine
  • Berücksichtigung von Drallerhaltung (Swirl-Solver)
  • Wärmeübergang zwischen Wänden und Kühlluftstrom
  • Berechnung von Druckabfall für Labyrinthdichtungen
  • Berechnung von Druckdifferenz und Leistungsübergabe für Rotor-Rotor, Rotor-Stator, rotierende Düsen, rotierende Kanäle sowie für freie Drallströmungen
  • Hybride 1D/3D-Modelle: Kopplung mit ANSYS Mechanical erlaubt die detaillierte Berechnung thermischer Verformung in der Schaufelgeometrie

CFD-Systemsimulation erlaubt Perfomanceanalysen für Gasturbinen und Flugzeugtriebwerke

  • Flownex® erlaubt Modellaufbau und schnelle Simulation von Verdichter, Brennstoffversorgung, Brennkammer, Turbine, Welle und Auslassdüse als Gesamtsystem
  • Maximale Flexibilität in der Systemgestaltung über die Verwendung von mehrdimensionalen Kennfeldern für Komponenten und Materialeigenschaften erlaubt flexible Modellierung von zum Beispiel stationären Gasturbinen, Mikrogasturbinen oder Triebwerken für Luftfahrt oder Schiffbau
  • Für unterschiedliche Wellendrehzahlen steht eine Getriebe-Komponente zur Verfügung
  • Ermittlung der Performance für stationäre Betriebspunkte
  • Untersuchung transienter Effekte wie zum Beispiel Anfahrvorgänge oder Lastwechselszenarien
  • Effizientes Analysewerkzeug zur Evaluierung und Optimierung des Zusammenspiels aller Systemkomponenten
Flownex®-Modell für eine Gasturbine, bestehend aus Verdichter, Brennkammer, Welle, Turbine und Austrittsdüse
Flownex®-Modell zur Simulation von Gas-Öl-Gemischen für Druckschmiersysteme in Gasturbinen

Modellierung von Öl-Gas-Gemischen

Flownex® bietet ein „Flüssigkeits-Gas“-Modell (liquid-gas-mixtures), welches es ermöglicht, ein Zweiphasengemisch bestehend aus mehreren Komponenten zu modellieren. Dieses Fluidmodell erlaubt es, genaue Vorhersagen der Strömungs- und Druckverhältnisse zum Beispiel für eine Öl-Gas-Strömung zu treffen und die Wechselwirkungen der Phasen adäquat zu beschreiben. Spezielle Korrelationen für Druckverluste und die Strömungsregime der einzelnen Phasen ermöglichen die effiziente Auslegung und Konstruktion von Druckschmiersystemen, welche große Bedeutung in der Industrie z.B. bei Flugzeugtriebwerken und stationären Gasturbinen haben.

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Flownex®SE wird erfolgreich in vielen Bereichen eingesetzt