On Leakage Flows in a Liquid Hydrogen Multi-Stage Pump for Aircraft Engine Applications

泄漏(经济) 液态氢 氢 环境科学 汽车工程 航空航天工程 计算机科学 航空发动机 石油工程 核工程 材料科学 工程类 机械工程 物理 宏观经济学 经济 量子力学
作者
Dimitrios Lamprakis,David John Rajendran,Mani Sekaran Santhanakrishnan,Seyfettin Coskun,Ioannis Roumeliotis,Vassilios Pachidis,M.K. Yates
标识
DOI:10.1115/gt2024-128734
摘要

Abstract A comprehensive operational characterisation of a representative, Liquid Hydrogen (LH2) aircraft engine pump, a key enabler for future hydrogen aviation, is presented in this work. The implications of leakage flows are investigated in a 2-stage, high-pressure pump for a wide range of flow rates and rotational speeds, through 3D (U)RANS simulations. The study compares two configurations: a baseline model comprising the primary flow path components — inducers, impellers and volutes and a realisable pump hardware that includes hub, shroud and power unit cavities. Performance metrics, including head changes and efficiencies, are extracted both at a component and system level. Leakage flow rates of 27.6% and up to 92.9% of the overall pump flow rate are recorded at design and lowest flow points respectively. The head loss in the mid to low flow rates does not exceed 4.5%, but the efficiency diminishes by up to 13.5% at off-design operation. The component analysis indicates significant penalties in impeller efficiency. At high flow rates, the presence of leakage flows improves the overall pump performance by 43% and 27% in head rise and efficiency, due to reduced losses in volutes and connecting ducts. The detailed characterisation of pump behaviour described in this work is of importance in development of safe, reliable and predictable design of aircraft LH2 pumps. These aircraft pumps are different from LH2 pumps utilized in rocketry and for cooling in nuclear industry due to the requirement to operate with wider turn-down ratios and often at low specific speeds. Therefore, this study addresses design considerations in this enabling technology that ensures the delivery of pre-conditioned fuel according to the aircraft operating conditions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Z等等完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
rainny完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
耶椰耶发布了新的文献求助10
2秒前
深情安青的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
ding的应助被科研通管家采纳,获得30
2秒前
v0id的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
boshi发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
老格发布了新的文献求助30
3秒前
FashionBoy的应助被大力蚂蚁采纳,获得10
3秒前
ali完成签到,获得积分10
3秒前
桥豆麻袋完成签到,获得积分10
3秒前
星辰大海的应助被勤恳天思采纳,获得10
4秒前
任性孤菱完成签到 ,获得积分10
4秒前
英姑的应助被Twilight采纳,获得10
4秒前
jinyue完成签到 ,获得积分10
5秒前
学医小麻花完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Mrpanda发布了新的文献求助10
5秒前
321发布了新的文献求助10
6秒前
凌时爱吃零食完成签到,获得积分0
6秒前
刘zy完成签到,获得积分10
6秒前
SciGPT的应助被友好访琴采纳,获得10
6秒前
找文献发布了新的文献求助10
7秒前
Wjk发布了新的文献求助20
7秒前
可爱的函函的应助被溪泉采纳,获得10
8秒前
细腻戒指完成签到,获得积分10
8秒前
喜悦乐巧发布了新的文献求助10
9秒前
wkf完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
qingfengnai完成签到,获得积分10
9秒前
斯文败类的应助被NTw_wzw采纳,获得10
9秒前
isyfear完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Ecotourism 400
Genera Orchidacearum Volume 4: Epidendroideae 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8063364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9486821
关于积分的说明 21337619
捐赠科研通 7631426
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3396876
关于科研通互助平台的介绍 2527238
邀请新用户注册赠送积分活动 2434860