Rotordynamics Experimental Validation of a Sliding-Blade Architecture for an Inside-Out Ceramic Turbine
Notice bibliographique
Résumé
The integration of monolithic ceramic blades into sub-megawatt microturbines is a low-cost option for increasing Turbine Inlet Temperature and efficiency. The Inside-Out Ceramic Turbine (ICT) is a promising concept for the integration of ceramic blades by loading each blades in compression using a carbon-polymer composite rim to convert the blade radial loads to tangential hoop stress. High tangential velocities lead to elevated radial displacement of the rim and, therefore, the rotor hub needs to be able to maintain the contact with the blades for a large range of radial displacements. This displacements comes with hub structural challenges and rotordynamics considerations. For these reasons, blade tip speed have been previously limited to about 360 m/s. This paper presents a hub design that allows high radial displacement using the combination of inclined blade roots, inclined hub grooves and an axial spring. The contact between the blade root and the hub is maintained through the inclined planes by the axial forces from the spring creating internal friction in the rotor that can induce sub-synchronous rotordynamics instabilities. The onset of instabilities is investigated experimentally with cold spin tests of a simplified ICT prototype. The results first show that the concept remains stable up to the maximum speed tested of 127 kRPM (tip speed of 387 m/s) if the spring is designed such that it remains in contact with the blade roots at all time. On the other hand, when reducing the preload sufficiently to test the limits of the concept, the rotor first mode became unstable at 120 kRPM resulting in failure of the prototype. These results suggest that, provided a sufficient spring preload to prevent excessive relative motion, the blades can reach the desired radial displacements, removing the main constraint on ICT tip speed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».