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Progettazione realizzazione e collaudo di una camera di combustione per microturbine a gas

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3 Indice Sommario Premessa ......................................................................................................................................... 6 CAPITOLO 1 ................................................................................................................................. 6 Il ciclo Joule-Bryton e i propulsori turbogetto ............................................................................ 6 1.1 Camera di combustione....................................................................................................... 7 1.2 Turbocompressore Automobilistico per Simulare il Comportamento di una Microturbina a Gas ................................................................................................................. 14 CAPITOLO 2 ............................................................................................................................... 17 Camera di Combustione ............................................................................................................. 17 2.1 Area di riferimento ............................................................................................................ 18 2.2 Quantità di riferimento ..................................................................................................... 19 2.3 Considerazioni Aerodinamiche ........................................................................................ 20 2.4 Relazioni tra dimensioni e perdite di pressione .............................................................. 23 2.5 Considerazioni Chimiche .................................................................................................. 24 2.6 Principi generali della combustione ................................................................................. 26 2.7 Dimensionamento del liner ............................................................................................... 28 2.8 Dimensionamento dello swirler ........................................................................................ 30 2.8.1 dimensionamento swirler (Melconian & Modak) ........................................................ 34 2.9 Dimensionamento del diffusore ........................................................................................ 36 2.10 dimensionamento della zona di ricircolo ....................................................................... 38 2.11.1 Coefficiente di efflusso.................................................................................................. 40 2.11.2 coefficiente di efflusso (metodo alternativo) ............................................................... 41 2.11.3 Penetrazione del getto .................................................................................................. 43 2.11.4 dimensionamento della zona di diluizione .................................................................. 49 2.12 Raffreddamento delle Pareti ........................................................................................... 51 4 2.12.1 Processi di Trasferimento del Calore all’Interno del Liner (Pareti “non” Raffreddate) ............................................................................................................................. 51 2.12.2 Film di Raffreddamento ............................................................................................... 56 CAPITOLO 3 ............................................................................................................................... 59 Progettazione Esecutiva .............................................................................................................. 59 3.1 Parametri di targa del gruppo Turbo-Compressore e condizioni operative della camera di combustione. ........................................................................................................... 59 3.2 Procedura per il Dimensionamento della Camera .......................................................... 62 3.2.1 Calcolo della Portata d’Aria Primaria ......................................................................... 62 3.2.2 Dimensionamento del Diametro del Casing ................................................................. 64 3.2.3 Dimensionamento del Liner ........................................................................................... 66 3.2.4 Dimensionamento dello Swirler..................................................................................... 68 3.2.3 Dimensionamento della Cupola ..................................................................................... 73 3.2.3 Dimensionamento del Diffusore (Faired) ..................................................................... 74 3.2.4 Dimensionamento dei Fori di Immissione .................................................................... 76 3.2.5 Calcolo dei coefficienti di efflusso ................................................................................. 83 3.3 Stima della Temperatura delle Pareti .............................................................................. 85 CAPITOLO 4 ............................................................................................................................... 89 Realizzazione e Collaudo............................................................................................................. 89 4.1 Realizzazione Della Camera ............................................................................................. 89 4.1.1 Diffusore .......................................................................................................................... 89 4.1.2 Cupola e Swirler ............................................................................................................. 90 4.1.3 Liner ................................................................................................................................ 91 4.1.4 Casing .............................................................................................................................. 92 4.1.5 Convogliatore .................................................................................................................. 92 4.1.6 Sistema di Alimentazione ............................................................................................... 93 CAPITOLO 5 ............................................................................................................................... 97 Test della Camera di Combustione ............................................................................................ 97 5 5.1 Test di Rendimento a Banco ............................................................................................. 97 5.2 Test di Rendimento su Gruppo Turbocompressore ....................................................... 98 5.2.1 Turbocompressore e Sistema di Lubrificazione .......................................................... 98 5.2.2 Sensori, Impianto di Alimentazione e Rilevamenti .................................................... 100 5.3 CONCLUSIONI .............................................................................................................. 106 5.4 SVILUPPI FUTURI ........................................................................................................ 107 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................... 110 Appendice A ............................................................................................................................... 112 Grafici e Risultati dei Test ........................................................................................................ 112 Appendice B ............................................................................................................................... 123 Calcolo del Coefficiente Stechiometrico .................................................................................. 123 Appendice C ............................................................................................................................... 131 Rendering Camera e Premiscelatore ....................................................................................... 131 Appendice D ............................................................................................................................... 136 Disegni Tecnici ........................................................................................................................... 136
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Progettazione realizzazione e collaudo di una camera di combustione per microturbine a gas

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Informazioni tesi

  Autore: Serafino Daniele Mio
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2016-17
  Università: Università degli Studi di Catania
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Rosario Lanzafame
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 155

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Parole chiave

progetto
combustione
turbogas
design
camera
microturbine
combustion
turbogetto
turbojet
chamber

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