Influence of inlet pressure loss on power and efficiency of a micro gas turbine

This final master Thesis work has been fulfilled at the Technische Universita ̈t WIEN, during the Erasmus studying exchange program. It consisted of different experimental tests, in order to investigate the influence of inlet pressure loss on power and efficiency of a ROVER 1S/60 micro gas turbine. The machine was housed into a fully equipped test bed at the department of Fluid Machines and Energetic Systems. The gas turbine was run in different tests, adopting three different diaphragms, able to induce different inlet pressure loss. The experimental results and the comparison with the results obtained with an analytical model has confirmed the reduction of global performances when inlet pressure loss arose. Particularly, the percentage reduction of power has been greater than the percentage reduction of efficiency. Furthermore the comparison with the performance reduction occurred to a heavy duty gas turbine, has permitted to establish the greater drop of power and efficiency for the ROVER 1S/60, in correspondence to the same value of inlet pressure loss. This means that small size gas turbine are more heavily affected by inlet pressure loss than those of greater size and power.

Il lavoro di tesi è stato svolto presso la Technische Universita ̈t WIEN, nel corso del programma di scambio Erasmus ed è consistito nell’ andare a indagare come le perdite di carico in fase di aspirazione avessero influenza sulle prestazioni di una micro turbina a gas ROVER 1S/60. La micro turbina a gas era alloggiata all’interno di un banco prova strumentato, già allestito in precedenza e utilizzato a fini didattici. Mediante una campagna di prove sperimentali, con l’utilizzo di diversi diaframmi normati, si sono potute indurre perdite di carico via via crescenti. Il calcolo delle prestazioni ottenute per via sperimentale e la comparazione con i risultati ottenuti grazie all’utilizzo di un semplice modello matematico, ha confermato il trend di decremento in termini di rendimento e potenza visto dalla ROVER 1s/60 all’aumentare delle perdite di carico all’ ingresso. In particolar modo, si è assistito ad una riduzione percentuale di potenza maggiore della riduzione percentuale di rendimento. Un ulteriore confronto con i risultati ottenuti per via sperimentale su un modello di turbina a gas heavy duty, ha permesso di evidenziare come il calo di prestazioni sia stato più importante nel caso della micro turbina a gas oggetto di studio. Ciò dimostra come, all’aumentare delle perdite di carico in fase di aspirazione, le turbine a gas di piccola taglia siano maggiormente affette da un calo di prestazioni, di quanto non lo siano le turbine a gas di grande potenza.