Effekttät VärmeÅtervinning för Flygmotorer
| Diarienummer | |
| Koordinator | GKN AEROSPACE SWEDEN AB - Avd 9005 |
| Bidrag från Vinnova | 1 522 949 kronor |
| Projektets löptid | juli 2013 - maj 2017 |
| Status | Avslutat |
Viktiga resultat som projektet gav
Projektet syftar till att utveckla turbofläktmotorer för passagerarflygplan som har lägre bränsleförbrukning genom att använda spillvärme i turbinutloppet. Målet är att ta fram ett koncept med en värmeväxlare och en med kärnmotorn integrerad luftbaserad sekundär värmemotor av Braytontyp, samt att tillverka och testa aerodynamiska prestanda för en värmeväxlare. Målen nåddes då ett motorkoncept utvecklades och beskrevs i "High Power Density Work Extraction from Turbofan Exhaust Heat", och prov av en värmeväxlarmodul validerade den använda tryckförlustmodellen.
Långsiktiga effekter som förväntas
Studien visar att användning av spillvärme kan öka motorns effektivitet 3-7%, men att värmeväxlaren för återvinning av värme från avgaserna vid lågt tryck blir tung och skrymmande. Projektet har lett till en ökad förståelse för geometriska och termiska aspekter av värmeväxlarintegration, samt bivillkor för design av en transonisk turbin för temperaturområdet 300-500 C. Med indata från detta projekt har nya motorkoncept med värmeåtervinning föreslagits och är under utveckling i forskningsprojekt med deltagande från Chalmers och GKN.
Upplägg och genomförande
Prestanda beräknades för en turbofläktmotor med värmeåtervinning. Motorns termodynamiska cykel användes som underlag till kravspecifikationer för värmeväxlare och turbin vad avser temperaturer och flöden. Geometrier för två alternativa turbiner genererades på LTH och analyserades mekaniskt och aerodynamiskt. Ett tiotal olika designer av värmeväxlaren studerades i samarbete mellan Ranotor, GKN och Chalmers. Baserat på en av dessa byggdes en sektion av en värmeväxlaremodul i halvskala (ca 500 x 500 x 32 mm) och provblåstes på Chalmers.