Effetto del rapporto di espansione in uno stadio di turbina assiale

The reduction of the core noise plays an important role in order to achieve the greening of the European air transport with the deployment of low emission and low noise propulsion systems. The ability to design low core noise aero-engines requires the development of reliable prediction tools. This development demands extensive research with dedicated experimental test cases and sophisticated numerical and analytical work to broaden the physical understanding of core noise generation mechanisms. This goal could be reached thanks to an extensive cooperation on the European level. In order to achieve this aim the major aero-engine manufacturers of five different European countries are collaborating to enable the design of low core noise aero-engines. This is called RECORD project (Research on Core Noise Reduction). The understanding of core noise generation and of its reduction will be achieved by combining the research competences of all European experts in universities and research organizations working in this field. The concept of the RECORD project is expanded and complemented by the technology developments of small and medium size enterprises distributed in Europe. Politecnico di Milano provides the test bench of turbines and compressors of the Department of Energy, which will be set up with a high-pressure stage of a gas turbine and systems that simulate the presence of the combustor upstream (enthropy generator, speakers). Our thesis work will involve the preparation of the plant (redesigned in order to accommodate the measuring instruments) for the study of the flow on the stage and the flowfield in the absence of disturbances simulating the presence of the combustor. For this reason, the working fluid does not consist in flue gas but air, and as a consequence the other European partners will study the real fluid and temperatures by simulation codes. Subsequently, the German research institute DLR will conduct acoustic surveys directly on the plant in question.

Al fine di migliorare l'eco compatibilità del trasporto aereo europeo, con l'impiego di sistemi di propulsione a bassa emissione e a basso rumore, la riduzione dell’inquinamento acustico generato dal combustore svolge un ruolo importante. La capacità di progettare motori aeronautici con combustore a bassa emissione acustica richiede lo sviluppo di strumenti di previsione affidabili. Tale sviluppo richiede un'ampia ricerca con prove sperimentali dedicate e un sofisticato lavoro di modellazione numerica e analitica per ampliare la comprensione fisica dei meccanismi di generazione del rumore nel combustore, obiettivo raggiungibile solo con una vasta cooperazione a livello europeo. In questa direzione, i maggiori costruttori di motori aeronautici di cinque diversi paesi europei, collaborano per consentire di progettare i combustori con una minore emissione acustica. In questo ambito nasce il progetto RECORD (Research on Core Noise Reduction). La comprensione di come il combustore generi rumore e come possa essere ridotto, potranno essere raggiunti combinando le competenze di ricerca di tutti gli esperti europei nelle università e negli organismi di ricerca che lavorano in questo campo. L’idea del progetto RECORD è completata dallo sviluppo tecnologico delle piccole e medie imprese distribuite in Europa. Il Politecnico di Milano mette a disposizione il banco prova TC (turbine e compressori) del Dipartimento di Energia, sul quale è stato installato uno stadio di alta pressione di turbina a gas e sistemi atti a simulare la presenza a monte del combustore (generatori di entropia, altoparlanti). Il nostro lavoro di tesi riguarderà la preparazione dell’impianto (riprogettato per alloggiare gli strumenti di misura) per poter studiare il flusso a cavallo dello stadio e il campo di moto in assenza di disturbi simulanti la presenza del combustore. Per questo motivo, il fluido di lavoro non consiste in gas combusti ma aria, in modo tale da lasciare agli altri partner europei lo studio con fluido e temperature reali mediante codici di simulazione. Successivamente l’istituto di ricerca tedesco DLR effettuerà le rilevazioni acustiche direttamente sull’impianto in questione.