Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Developing a 1D Code for Turbine Expansion Calculations

Borén, Erik LU (2018) MVKM01 20181
Department of Energy Sciences
Abstract
This paper is the result of a masters thesis with the ambition to create a 1D reduced flow
path turbine expansion code with the programming language Python. The work was done at
the Department of Energy Sciences at the Faculty of Engineering at Lund University during
Spring and Summer of 2018.
The work culminated in a run able code, however highly untested and in need of further
work. The code is tested against another 1D code and a CFD simulation although those
results were deemed inconclusive.
This code makes use of the loss system according to AMDCKOMK and Mamaev’s outlet
angle model.
Popular Abstract (Swedish)
I en turbin låter man varma och trycksatta gaser expandera. Energin som turbinen fångar
upp kan exempelvis omvandlas i generator till elektrisk energi. För att utveckla en
välfungerande och bränsleeffektiv turbin krävs god kunskap i termodynamik och
aerodynamik. De beräkningar som krävs för att på förhand förutspå en gasturbins prestanda
är omfattande och måste utföras med hjälp av datorsimuleringar.
Dessa datorsimuleringar kan göras på flera olika sätt. Denna rapport behandlar skapandet en
enklare typ av simuleringsmjukvara som på några sekunder kan ge stor insikt i hur en design
skulle kunna fungera i verkligheten. Just den här typen i rapporten kallas för 1D reduced flow
path. Att snabbt och resurssnålt kunna få en indikation på... (More)
I en turbin låter man varma och trycksatta gaser expandera. Energin som turbinen fångar
upp kan exempelvis omvandlas i generator till elektrisk energi. För att utveckla en
välfungerande och bränsleeffektiv turbin krävs god kunskap i termodynamik och
aerodynamik. De beräkningar som krävs för att på förhand förutspå en gasturbins prestanda
är omfattande och måste utföras med hjälp av datorsimuleringar.
Dessa datorsimuleringar kan göras på flera olika sätt. Denna rapport behandlar skapandet en
enklare typ av simuleringsmjukvara som på några sekunder kan ge stor insikt i hur en design
skulle kunna fungera i verkligheten. Just den här typen i rapporten kallas för 1D reduced flow
path. Att snabbt och resurssnålt kunna få en indikation på hur en designiteration fungerar är
essentiellt i designprocessen.
En annan teknik som kan användas för att göra simuleringar är computational fluid dynamics
(CFD). Om du någon gång sett en färgglad bild som visar luftflödet omkring en F1-bil så har
den med största sannolikhet tagits fram med CFD. Jämförelsevis är CFD mer precis men
kräver också mer datakraft och en mer specifik turbingeometri.
Denna rapport behandlar hur programmet är uppbyggt, vilka modeller som använts och hur
de i sin tur är uppbyggda samt jämförelse av programmets resultat med resultat från två
andra simuleringsmiljöer. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Borén, Erik LU
supervisor
organization
course
MVKM01 20181
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Turbine, Expansion, Code, Ainley, AMDC, AMDCKOMK, Mamaev, Coolprop
report number
LUTMDN/TMHP-18/5425-SE
ISSN
0282-1990
language
English
id
8963507
date added to LUP
2018-11-28 09:18:10
date last changed
2018-11-28 09:18:10
@misc{8963507,
  abstract     = {{This paper is the result of a masters thesis with the ambition to create a 1D reduced flow
path turbine expansion code with the programming language Python. The work was done at
the Department of Energy Sciences at the Faculty of Engineering at Lund University during
Spring and Summer of 2018.
The work culminated in a run able code, however highly untested and in need of further
work. The code is tested against another 1D code and a CFD simulation although those
results were deemed inconclusive.
This code makes use of the loss system according to AMDCKOMK and Mamaev’s outlet
angle model.}},
  author       = {{Borén, Erik}},
  issn         = {{0282-1990}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Developing a 1D Code for Turbine Expansion Calculations}},
  year         = {{2018}},
}