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Enregistrement W2223924054 · doi:10.1115/gt2015-43819

CFD Modelling of Heat Soak-Back Phenomenon Inside a Gas Turbine Combustor

2015· article· en· W2223924054 sur OpenAlexaff
Mohamed-Ali Ghazlani, Alain De Champlain, Bernard Paquet, Smail Kalla, Nigel Davenport

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineChemical Engineering
ThématiqueAdvanced Combustion Engine Technologies
Établissements canadiensUniversité Laval
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCombustorComputational fluid dynamicsCombustion chamberMechanical engineeringInjectorAirflowTurbineHeat transferHeat exchangerHeat engineCombustionEnvironmental scienceNuclear engineeringMechanicsEngineeringChemistryPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The heat soak-back occurring in engines under post-shutdown conditions is a well-known phenomenon. This behavior is caused by the transmission of accumulated heat from hot parts or cavities during idle operation (such as turbines, contention rings, etc.) to colder ones (combustion chamber, injectors, etc.) when the airflow inside the engine approaches nullity. Then stagnant fluids in components such as the injectors (mainly TDE) and bearings become exposed to this heat which spreads by conduction, radiation and natural convection through the engine, and potentially leading fuel or oil to decompose and to form a build-up of carbon through a phenomenon called “coking”. Heat soak-back to engine components on shutdown, due to the thermal inertia of heated turbine parts, has the potential to cause deposits to build up in fuel injectors which can over time block the injectors. Blocked or partially blocked injectors must then be removed from the engine, inspected and sent for cleaning. Both soak-back and coking phenomenon have already been investigated by some motorists through experimental and structural (FEA) studies [1]. To the author’s knowledge however, no CFD model considering the airflow has yet been discussed, mainly because of the computing resources and the time it requires to simulate this unsteady phenomenon. As part of the present study and in order to fill in the gap on the availability of numerical data in the open literature for the heat soak-back occurring in a gas turbine combustor, the following investigation implies CFD simulation to predict the thermal behavior and magnitude of such a soak-back and its potential consequence on the fuel passages. A previous CFD simulation done by the authors showed that the use of a radiation model was required to provide some very reasonable results. As a follow up, the work to be presented in this paper will provide a more complete numerical soak-back procedure that can be used to predict the thermal behavior inside the combustor of a just shutdown gas turbine engine. Prior to the heat soak-back analysis, a non-premixed combustion model is run to simulate idle condition. Then these more realistic results for idle are used as initial conditions for the analysis of the transient heat dissipation occurring after shutdown. The following work includes a quick description of the experimental setup, and an introduction to the operational conditions for a simplified test rig. The full numerical procedure is then described. An analysis highlights the improved ability of the numerical model in predicting when the coking temperatures are reached using the adopted modeling techniques. It is observed that results obtained by the present model compare well with the experimental data to validate the simulation of this not so obvious natural convection phenomenon for a better understanding of this transient problem.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,831
Score d'incertitude au seuil0,726

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,056
Tête enseignante GPT0,243
Écart entre enseignants0,187 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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