Sviluppo di un codice 1-D per il calcolo di turbine assiali

In this study is shown the basic steps that have led to the creation of 1D code and its use for estimating efficiencies and losses of an axial turbine working at design condition. The investigation is primarly focused on the theoretical background that underlies the methods used to calculate the losses, with particular care to Craig and Cox correlations. Then, the strategies and the assumptions made in order to apply this loss model numerically are given. Once built, the code has been used to analyze the influence of the variation of input parameters on the efficency. The study analysis is made on how losses in the stator and in the rotor react to the change of flow rate, speed rotation, peripheral speed, ideal reaction degree, inlet thermodynamic conditions and number of stages. Finally, its shown what changes could be adopted in order to use the code in off-design conditions.

Nel presente elaborato si mostrano i passi fondamentali che hanno portato all’implementazione di un codice 1D e al suo utilizzo per la stima di rendimenti e perdite di turbine assiali in condizioni di design. Viene mostrato il background teorico che sta alla base dei metodi di stima delle perdite, con particolare attenzione per il metodo di Craig and Cox. Quindi si sono esposte le strategie di calcolo e le ipotesi assunte per poter per applicare numericamente tale metodo. Dopo averlo costruito, il codice è stato utilizzato per poter analizzare l’influenza della variazione dei parametri di input sull’andamento dei rendimenti. Si è posta particolare attenzione su come le perdite allo statore e al rotore reagiscano alla variazione di portata, velocità di rotazione, velocità periferica, grado di reazione isoentropico, condizioni termodinamiche di ingresso e numero di stadi. Infine si mostrano quali modifiche si potrebbero adottare al fine di utilizzare il codice in condizioni di off-design.