Resumen

Las turbinas radiales Twin Scroll se utilizan cada vez más en aplicaciones de turbocompresión, para aprovechar la pulsación de los gases de escape. A pesar de su relevancia en las técnicas de turboalimentación, la literatura científica sobre CFD aplicada a turbinas twin scroll es limitada, especialmente en el caso de admisión parcial. En el presente trabajo se desarrolla un modelo CFD completo de una turbina radial twin scroll con el fin de contribuir a la literatura en la comprensión de las capacidades de los enfoques CFD industriales actuales aplicados a estos casos difíciles y desarrollar un índice de rendimiento que pueda ser utilizado con fines de optimización del diseño de la turbina. La solución del flujo se obtiene mediante ANSYS CFX ® en un amplio rango de condiciones de operación en casos de admisión total y parcial. La eficiencia total-estática y el parámetro de flujo másico (MFP) se han calculado y comparado con la base de datos experimental con el fin de validar el modelo numérico. El propósito del procedimiento desarrollado es también generar una base de datos para turbinas scroll gemelas útil para futuras aplicaciones. Se realizó una comparación entre los rendimientos obtenidos en diferentes condiciones de admisión. En particular, el análisis se centró en la caracterización del flujo en la sección de salida de la voluta/entrada del rotor. Se introdujo un índice de distorsión del flujo en la entrada del rotor para correlacionar el rendimiento de la turbina y las no uniformidades del flujo generadas por la voluta. Por último, también se analiza la influencia de la cavidad trasera en los parámetros de rendimiento. La introducción de estos nuevos índices de no uniformidad se propone para el diseño de la voluta y los procedimientos de optimización.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Turbinas hidráulicas Turbina eólica Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Hydraulic turbines Wind turbine Turbomachine
• Palabras claves:turbinas twin scroll, enfoques cfd industriales actuales, fines de optimización del diseño de turbinas, ansys cfx ®, diferentes condiciones de admisión, índice de distorsión del flujo, parámetro de flujo másico, nuevos índices de no uniformidad, casos de admisión parcial, sección de entrada del rotor
• Keywords:twin scroll turbines, current industrial cfd approaches, turbine design optimization purposes, ansys cfx ®, different admission conditions, flow distortion index, mass flow parameter, new nonuniformity indices, partial admission cases, rotor inlet section