Master's Thesis

Aerodynamic design of the last stage of a steam turbine

Final Thesis 5.43 MB Appendix 2.68 MB

Author of thesis: Ing. Lukáš Jeřábek

Acad. year: 2017/2018

Supervisor: Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.

Abstract:

Diploma thesis deals with calculations of a steam turbine with two uncontrolled extraction points according to the assignment, aerodynamics of the last two stages and operating range with respect to ventilation, range of performance and straining of the last blading under the large condensation pressure deviations. For the first three stages the calculation of prismatic action blades is executed. The fourth and the fifth stages are designed with inconstant reaction over the blades length and their calculation is executed with constant circulation method. For these stages, aerofoil design with respect to their aerodynamic qualities is carried out using Bézier curves. During the whole time verification process of aerofoils qualities, their energy losses and isoentropic Mach number distribution is executed in MISES program in cooperation with Doosan Škoda Power.

Keywords:

Turbine, aerodynamics, operating range, action, impulse blading, MISES, Bézier curve

Date of defence

14.06.2018

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Zodpovězeny dotazy oponenta DP. V rozpravě byly položeny tyto otázky: Proč a kdy jsou u posledních stupňů nízké rychlosti při minimálním výkonu, ... tlak v kondenzátoru. Proč jsou DP grafy s charakteristikami - statistické metody - odlišnost návrhu. Jak se sníží výstupní ztráta; co je znakem difuzoru a konfuzoru.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Power Engineering (M-ENI)

Composition of Committee

doc. Ing. Jan Fiedler, Dr. (předseda)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Stanislav Kubiš, CSc. (člen)
Ing. Radovan Kundera (člen)
Ing. Tomáš Flimel (člen)
Ing. Pavel Čáslava (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá návrhem nízkotlakého tělesa kondenzační parní turbíny. Po optimalizaci základního návrhu jednotlivých stupňů počítaných na střední průměr lopatkování provedl diplomant výpočet posledních dvou stupňů v několika řezech a navrhl aerodynamický tvar lopatek, které optimalizoval ve spolupráci s konzultantem ze společnosti Doosan Škoda Power.

Při zpracování práce student projevil značný zájem o danou problematiku, prokázal schopnost samostatného řešení zadaného úkolu a dokázal dobře zhodnotit získané výsledky.

Práci pokládám za vysoce nadprůměrnou, splnila zadání v celém rozsahu, doporučuji ji k obhajobě a hodnotím známkou výborně / A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A
Display more

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.

Cílem DP byl základní termodynamický návrh průtočného kanálu nízkotlakého tělesa parní turbíny, detailní aerodynamický návrh posledního stupně na několika řezech s ohledem na minimalizaci výstupní ztráty s cílem vytvořit profily posledního stupně a pro něj definovat charakteristiku dovolených provozních stavů.
Práce je rozsáhlá, komplexní a kvalitně zpracovaná. Zahrnuje výchozí teoretickou část, vlastní návrh prvních tří stupňů a pak samostatně čtvrtého a pátého stupně jak z hlediska aerodynamiky, tak i pevnostního dimenzování profilu. Oceňuji, že navržený profil byl modelově ověřován ve spolupráci se zadavatelem DP společností Doosan.
Práci hodnotím jako zdařilou stupněm výborně a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. 2) Z praktického provozního hlediska je velmi důležitý operační rozsah – okomentujte, jaká nebezpečí vzniknou, pokud při provozu nebude dodržen operační rozsah podle obr. 6.3 nebo 6.4.
  2. 1) K čemu se vztahuje obrázek 1.16. V textu o něm není zmínka
Display more

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová