Analisi dei flussi secondari statorici e rotorici di una turbina a gas Heavy Duty

Il seguente lavoro di tesi è stato sviluppato all’interno della sede italiana di Ethos Energy, azienda che si occupa della progettazione della produzione e della manutenzione di turbine a gas e a vapore. Lo scopo principale di tale lavoro è stato quello di realizzare un modello che simulasse l’intero circuito di raffreddamento di una turbina a gas heavy duty. È stato utilizzato un nuovo software, acquistato recentemente dall’azienda, AxStream NET. Con questo software è stato possibile simulare i vari componenti del circuito tramite elementi specifici presenti nella libreria del software stesso, inserendo alcune dimensioni geometriche caratteristiche per ogni componente. I valori di output sono stati ottenuti dopo una serie di iterazioni fino a raggiungere la convergenza di: massa, energia, memento angolare, miscela su ogni elemento. Inizialmente, trattandosi di un software nuovo, sono state effettuate delle simulazioni su tratti di circuiti noti che permettessero di ottenere un confronto con il software usato in precedenza, il PH4165. In particolare è stato preso in esame un tratto di circuito dove è stato possibile considerare la rotazione di alcuni fori che venivano assunti fissi nelle modellazioni precedenti. Successivamente, si è passati alla simulazione dell’intero circuito di cooling di una turbina a gas heavy Duty. Sono stati analizzati separatamente i circuiti di rotor cooling e stator cooling poiché i flussi di raffreddamento dei componenti statorici e rotorici seguono percorsi differenti. È stata condotta, infine, un’analisi termica delle pale del primo stadio rotorico che ha permesso di valutare lo scambio termico tra le superfici calde della pala e il fluido refrigerante all’interno dei condotti di quest’ultima.