Global ETD Search

11	An overview of the development and potential of ceramic materials for use in micro gas turbines / Översikt av utveckling och potential av keramiska material för använding i mikro gas turbiner Ahlqvist Fehr, Alexander January 2023 (has links) This paper presents an analysis of the potential of Micro Gas Turbines (MGT) with regards to performance, economic and durability considerations. The performance potential was assessed by calculating the cycle efficiency based on the Brayton cycle and the mechanical efficiency of the expansion turbine. The economic potential was evaluated by calculating the specific fuel consumption and estimating the cost and manufacturability of the turbine components. The durability and reliability of the components were assessed by considering the effects of transient thermal stresses and unstable ignition. The results indicated that ceramic materials can achieve a 63% increase in efficiency over nickel-based alloys and a 39% reduction in specific fuel consumption. It was also found that the grinding process on the metal-ceramic shaft connection is the most expensive as it relies on diamond grinding, while ceramic turbines can have an initial procurement cost advantage whenproduced in higher volumes. Finally, it was found that ceramic materials are less reliable due to their higher hardness and sensitivity to pressure spikes, and therefore require careful consideration when designing the components. / I detta dokument presenteras en analys av potentialen hos mikrogasturbiner (MGT) med avseende på prestanda, ekonomi och hållbarhet. Prestandapotentialen bedömdes genom att beräkna cykelns effektivitet baserad på Braytoncykeln och expansionsturbinens mekaniska effektivitet. Den ekonomiska potentialen utvärderades genom att beräkna den specifika bränsleförbrukningen och uppskatta kostnaden och tillverkningsbarheten för turbinkomponenterna. Komponenternas hållbarhet och tillförlitlighet bedömdes genom att man beaktade effekterna av tillfälliga termiska påfrestningar och instabil tändning. Resultaten visade att keramiska material kan öka effektiviteten med 63% jämfört med nickelbaserade legeringar och minskaden specifika bränsleförbrukningen med 39%. Det konstaterades också att slipningen av axelförbindelsen mellan metall och keramik är den dyraste eftersom den bygger på diamantslipning, medan keramiska turbiner kan ha en kostnadsfördel vid den första anskaffningen när de tillverkas i större volymer. Slutligen konstaterades det att keramiska material är mindre tillförlitliga på grund av deras högre hårdhet och känslighet för tryckspikar, och att det därför krävs noggranna överväganden vid utformningen av komponenterna. Gas Turbines Ceramics Micro Gas Turbines Gas Turbiner Keramik Mikro Gas Turbines Engineering and Technology Teknik och teknologier
12	Expansionsmaskiner istället för strypventiler - en effektivisering / Turbines replacing Pressure Reducing Valves Nilsson, Martin January 2011 (has links) In Uppsala CHP Plant, there are six pressure reducing valves to reduce the pressure from 15 to 3 bars, before six absorption heat pumps. During the process the energy is conserved but losses occur in form of exergy. The aim of this thesis is to reduce the losses of exergy. This can be done by letting turbines replace the pressure reducing valves. In this thesis an investigation has been done of the conditions today, the conditions after the change from pressure reducing valves to turbines and a comparison of three different types of turbine solutions. The three examined solutions are one turbine, several helical screw expanders and several small turbines in parallel with asynchronous generators. The six absorption heat pumps have been divided into two groups; one group of four and one group of two absorption heat pumps. An investigation of locations and space in nearby switchgears has been done for each group. Contacts with retailers of the examined turbine solutions have been taken to gather technical specifications. These technical specifications have been used to simulate the electricity production and the economical yield of each type of examined solution. The investigation shows that the best solution is the solution with several small turbines with asynchronous generators. It has lower investment cost (15 [MSEK]) and the best yield. The proposed solutions will have an installed capacity of 2.65 [MW] to a cost of 5 601 [SEK/kW]. The electric energy production will be 15.7 [GWh/year]. An investment is recommended to a future electric energy price around 400 [SEK/MWh]. Before an investment it is recommended to investigate how to optimize the regulation of the new system with absorptions heat pumps and turbines. exergy pressure reducing valves steam throttle turbines helical screw expander one-step turbine absorption heat pump electricity production electric power exergi strypventiler turbin turbiner skruvexpander absorptionsmaskin elproduktion elkraft
13	Investigation and Validation of Cooling Loss Models for Axial Gas Turbines Händestam, Jacob, Jacobson, Eric January 2017 (has links) Detta arbete behandlar undersökningen och valideringen av kylförlustmodellen i det nyligen framtagna programmet för endimensionell turbindesign, Mean Line Tool (MLT), skapat av Siemens Industrial Turbomachinery AB (SIT). Huvudsyftet är att undersöka med vilken noggrannhet MLT kan prediktera de extra aerodynamiska förluster som uppstår vid injektion av kylluft i en turbinpassage. För att validera kylförlustmodellen i MLT, har tidigare resultat från en testrigg på KTH används, där de extra förlusterna på grund av kylinjektion har mätts för ett flertal kylpositioner på en turbinledskena. Lokala flödes- och geometriska parametrar från testriggen ansattes i MLT för att möjliggöra en korrekt jämförelse. Ytterligare validering utfördes mot en testbaserad Siemens-korrelation, som är en sammanställning av ett flertal test från olika turbinkomponenter av SIT. I denna korrelation undersöktes kylning på en ledskenas bladprofil och plattform, samt på skovelns bladprofil, där en ökning av kylmassflöde relaterades till en förändring i stegverkningsgrad. Resultaten, från jämförelsen mellan data från testriggen på KTH samt beräkningar i MLT, visade att MLT predikterar extraförlusterna på grund av kylning på bladprofilen av en ledskena med bra noggrannhet. Däremot visar jämförelsen att MLT beräknar en lägre förlust för bakkantskylning. Således har en modifierad förlustkorrelation för bakkantskylning presenterats, som ger mer överensstämmande resultat mot testriggen. Jämförelsen mellan MLT beräkningar och den testbaserade Siemens-korrelationen visar att MLT inte predikterar förändringen i stegverkningsgrad, på grund av extra kylmassflöde, med bra noggrannhet. På grund av ett flertal osäkerheter har denna jämförelse endast användas för att kvalitativt belysa brister i kylförlustmodellen av MLT. Med detta i åtanke har det fastställts att plattformskylning vid främre delen av en turbinpassage skulle kunna vara mycket överpredikterad av MLT. Den övergripande slutsatsen är att MLT predikterar förändringen i gitterverkningsgrad på grund av kylning på en ledskenas bladprofil med bra noggrannhet, förutom bakkantskylning. Ytterligare jämförelser visar att MLT inte kan prediktera förändringen i stegverkningsgrad, på grund av extra kylmassflöde, med bra noggrannhet för olika kylda komponenter från gasturbinsportfolion av SIT. Således behövs vidare validering av MLT innan programmet kan implementeras i turbindesignsystemet av SIT. / This thesis concerns the investigation and validation of the cooling loss model in newly developed one-dimensional turbine design tool, Mean Line Tool (MLT), of Siemens Industrial Turbomachinery AB (SIT). The main objective is to investigate how accurately MLT can predict the additional aerodynamic losses due to cooling ejection in a turbine blade passage. To validate the cooling loss model of MLT, existing results from an annular sector cascade rig at KTH were used, where the additional losses due to cooling ejection were presented for several cooling locations on a stator vane profile. Local flow- and geometrical parameters from the cascade rig were set in MLT to enable a fair comparison. Moreover, a Siemens test based correlation was used, which is a data collection based on tests using various cooled components of SIT. Cooling ejection on a stator vane profile, stator vane platform and rotor blade profile was investigated, where an increase in coolant mass-flow was related to a change in stage efficiency. The results, when comparing data from the KTH cascade rig against calculations of MLT, show that MLT is able to accurately predict the additional loss due to cooling ejection on a stator vane profile. However, the comparison presents that the calculated loss for trailing edge cooling by MLT is lower than the results from the cascade rig. Therefore, a modified trailing edge cooling correlation is presented, which predicts the results from the cascade rig with better accuracy. Furthermore, comparisons between MLT calculations and the Siemens correlation present that MLT cannot predict the change in stage efficiency, due to added coolant mass-flow, accurately. However, due to several uncertainties, these results are qualitatively used to understand sources of prediction error in the cooling loss model of MLT. Having this in mind, it is established that hub platform cooling at the front part of a blade passage might be greatly overpredicted by MLT. The general conclusion is that MLT predicts the change in cascade efficiency due to coolant ejection with good accuracy for a stator vane profile, except for cooling at the trailing edge. However, MLT is not able to predict the change in stage efficiency, due to added coolant mass-flow, with good accuracy for various cooled components from the SIT gas turbine product portfolio. Thus, MLT needs further validation before it can be implemented into the SIT design system. axial gas turbines one-dimensional aerodynamics cooling losses loss models validation axiella gas turbiner endimensionell aerodynamik kylning förluster förlust modellering validering Mechanical Engineering Maskinteknik
14	Avledning av öringsmolt (<em>Salmo trutta</em>) från turbinintag / Diversion of trout smolts (<em>Salmo trutta)</em> from turbine intakes Engqvist, Thérèse January 2009 (has links) <p>Vattenkraftstationer, med dammar och turbiner, utgör hinder för nedströmsvandrande smolt. Syftet med denna studie var att undersöka turbindödligheten för öringsmolt (<em>Salmo trutta)</em> vid två kraftstationer, de befintliga ytlänsarnas avledningseffekt och om effekten kunde förstärkas genom mörkläggning i form av övertäckning av kraftkanalen med en presenning vid turbinintaget. Utöver detta var avsikten även att undersöka om det fanns något samband mellan smoltgrad och smoltens förmåga att förflytta sig mot havet. I Emån i Småland fångades 46 öringsmolt som radiomärktes och sattes ut vid två kraftstationer och pejlades dagligen i sex veckor. Det var en större dödlighet vid den övre stationen än vid den nedre. Ytlänsen vid den nedre stationen hade en klart avledande effekt, men inte ytlänsen vid den övre stationen. Samtliga smolt som valde passage via isutskovet, gjorde det när kraftkanalen vid turbinintaget var övertäckt med presenning (d.v.s. ljusintensiteten minskades kraftigt). Det gick inte att påvisa någon skillnad mellan låg och hög smoltgrad eller tidig och sen utsättning för fördröjning vid den ena kraftstationen, inte heller för förflyttning efter de två kraftstationerna.</p> / <p>Hydropower plants, with dams and turbines, form obstacles to smolts migrating downstream. The purpose of this study was to investigate turbine-induced mortality of brown trout (<em>Salmo trutta</em>) smolts at two power plants, guidance efficiency of existing diverters and whether the effect was enhanced by reducing light levels at the turbine intake by covering the power plant channel with an opaque tarpaulin. Furthermore, the aim was to investigate whether there was a relationship between smolt status and the smolts’ ability to move towards the sea. In the River Emån in Småland 46 trout smolts were caught, radio-tagged, released at two power plants and tracked daily for six weeks. There was a higher mortality at the upper power plant than at the lower one. The diverter at the lower power plant had a statistically significant guiding effect, but the diverter at the upper power plant did not. All of the smolts that chose passage through the trash gate did so when the power channel was covered with tarpaulin (i.e. light levels were greatly reduced). There was no evidence that smolt status or release date would affect passage times at the upper station, nor did smolt status affect swimming speeds downstream of the two power stations.</p> / Cost-Benefit Analysis of River Regulation diversion smolt smolts trout telemetry radiotelemetry migration mortality hydropower turbine turbines trash gate Salmo trutta regulated river turbine-induced mortality power station power stations diverter diverters smolt status light manipulation downstream migration wolf trap trap cover opaque tarpaulin migration problems radio tag avledning smolt öring Emån Finsjö pejling reglerat vattendrag telemetri radiotelemetri radiomärkning vandring dödlighet mortalitet migration vattenkraft turbin turbiner isutskov Salmo trutta vandringshinder turbindödlighet kraftstation kraftstationer ytläns ytlänsar smoltgrad smoltstatus ljusmanipulation nedströmsvandring träfälla fälla radiosändare övertäckning presenning mörkläggning Biology Biologi
15	Avledning av öringsmolt (Salmo trutta) från turbinintag / Diversion of trout smolts (Salmo trutta) from turbine intakes Engqvist, Thérèse January 2009 (has links) Vattenkraftstationer, med dammar och turbiner, utgör hinder för nedströmsvandrande smolt. Syftet med denna studie var att undersöka turbindödligheten för öringsmolt (Salmo trutta) vid två kraftstationer, de befintliga ytlänsarnas avledningseffekt och om effekten kunde förstärkas genom mörkläggning i form av övertäckning av kraftkanalen med en presenning vid turbinintaget. Utöver detta var avsikten även att undersöka om det fanns något samband mellan smoltgrad och smoltens förmåga att förflytta sig mot havet. I Emån i Småland fångades 46 öringsmolt som radiomärktes och sattes ut vid två kraftstationer och pejlades dagligen i sex veckor. Det var en större dödlighet vid den övre stationen än vid den nedre. Ytlänsen vid den nedre stationen hade en klart avledande effekt, men inte ytlänsen vid den övre stationen. Samtliga smolt som valde passage via isutskovet, gjorde det när kraftkanalen vid turbinintaget var övertäckt med presenning (d.v.s. ljusintensiteten minskades kraftigt). Det gick inte att påvisa någon skillnad mellan låg och hög smoltgrad eller tidig och sen utsättning för fördröjning vid den ena kraftstationen, inte heller för förflyttning efter de två kraftstationerna. / Hydropower plants, with dams and turbines, form obstacles to smolts migrating downstream. The purpose of this study was to investigate turbine-induced mortality of brown trout (Salmo trutta) smolts at two power plants, guidance efficiency of existing diverters and whether the effect was enhanced by reducing light levels at the turbine intake by covering the power plant channel with an opaque tarpaulin. Furthermore, the aim was to investigate whether there was a relationship between smolt status and the smolts’ ability to move towards the sea. In the River Emån in Småland 46 trout smolts were caught, radio-tagged, released at two power plants and tracked daily for six weeks. There was a higher mortality at the upper power plant than at the lower one. The diverter at the lower power plant had a statistically significant guiding effect, but the diverter at the upper power plant did not. All of the smolts that chose passage through the trash gate did so when the power channel was covered with tarpaulin (i.e. light levels were greatly reduced). There was no evidence that smolt status or release date would affect passage times at the upper station, nor did smolt status affect swimming speeds downstream of the two power stations. / Cost-Benefit Analysis of River Regulation diversion smolt smolts trout telemetry radiotelemetry migration mortality hydropower turbine turbines trash gate Salmo trutta regulated river turbine-induced mortality power station power stations diverter diverters smolt status light manipulation downstream migration wolf trap trap cover opaque tarpaulin migration problems radio tag avledning smolt öring Emån Finsjö pejling reglerat vattendrag telemetri radiotelemetri radiomärkning vandring dödlighet mortalitet migration vattenkraft turbin turbiner isutskov Salmo trutta vandringshinder turbindödlighet kraftstation kraftstationer ytläns ytlänsar smoltgrad smoltstatus ljusmanipulation nedströmsvandring träfälla fälla radiosändare övertäckning presenning mörkläggning Biology Biologi

Page generated in 0.056 seconds