Effekttät VärmeÅtervinning för Flygmotorer

Diarienummer 2013-01193
Koordinator GKN AEROSPACE SWEDEN AB - Avd 9005
Bidrag från Vinnova 1 522 949 kronor
Projektets löptid juli 2013 - maj 2017
Status Avslutat

Syfte och mål

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.

Resultat och förväntade effekter

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.

Externa länkar

The ULTIMATE project for innovative propulsion led by Chalmers and GKN.

Texten på denna sida har projektgruppen själv formulerat och innehållet är ej granskat av våra redaktörer.