Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Analysis of flow phenomena in a turbocharger turbine based on empirical and simulation data

Jakub Michał Bartkowiak

Abstract

The purpose of this research was to analyze the flow phenomena in a turbocharger turbine based on empirical and simulation data and for this purpose the necessary step was to make a 3D model of the turbocharger turbine part, which was based on the actual Garrett GT1749v model, and then using it to simulate the flow, and then analyze the results and formulate the conclusions. In the theoretical part, history of turbocharging, the principle of operation of turbocharger so as its construction ending with modern solutions which aim to improve this device has been discussed. The design part shows how the 3D model of the turbine part of the turbocharger, used to simulate the flow, looks exactly. The research part discusses the program environment, in which simulations were conducted and pre-assumptions for each of them have been defined. Six simulations were performed in which they differed between the position of the VTG vanes and the fluid used as a working medium. In the study, the vanes were in three positions ("closed", "middle", "opened") and for each position a flow simulation was made, once with the use of air as a working medium, and then with the use of exhaust gases from the engine as a working medium. It was done to see how this change in the position of the vanes and the change of the working medium will affect the values of the tested parameters. For each simulation, the necessary calculations were made using the knowledge of gas dynamics processes taking place in the turbine part of the turbocharger, in order to obtain individual results that were used for comparative analysis. The last part presents the results of program calculations, which were interpreted graphically in the form of graphs to which conclusions were formulated and then further research in this direction was proposed.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Jakub Michał Bartkowiak (FACME) Jakub Michał Bartkowiak,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Analiza zjawisk przepływowych w turbinie turbosprężarki na podstawie danych empirycznych i symulacyjnych
Supervisor
Dmytro Samoilenko (FACME/IV) Dmytro Samoilenko,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Piotr Orliński (FACME/IV) Piotr Orliński,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Vehicles (FACME/IV)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
02-07-2019
Issue date (year)
2019
Internal identifier
SIMR; D-2148
Reviewers
Piotr Laskowski (FACME/IV) Piotr Laskowski,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Dmytro Samoilenko (FACME/IV) Dmytro Samoilenko,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1. Turbina turbosprężarki2. Procesy gazodynamiczne3. Modelowanie 3D4. Analiza CFD
Keywords in English
1. Turbocharger turbine2. Gas dynamics processes3. 3D modeling4. CFD analysis
Abstract in Polish
Celem pracy było przeprowadzenie analizy zjawisk przepływowych w turbinie turbosprężarki na podstawie danych empirycznych i symulacyjnych a w tym celu niezbędnym krokiem było wykonanie modelu 3D części turbinowej turbosprężarki, wzorowanego na podstawie rzeczywistego modelu Garrett GT1749v, a następnie wykonanie z jego pomocą symulacji przepływu po czym przeanalizowanie uzyskanych wyników i sformułowanie wniosków. W części teoretycznej omówiono pojęcia związane z historią turbodoładowania, zasady działania turbosprężarki oraz jej budowy, kończąc na współczesnych rozwiązaniach mających na celu usprawnienie tego urządzenia. W części projektowej pokazano jak dokładnie wygląda model 3D części turbinowej turbosprężarki, użyty do symulacji przepływu. W części badawczej omówiono środowisko programowe w jakim wykonane zostały symulacje oraz założenia wstępne jakie zdefiniowano dla każdej z nich. Wykonano łącznie sześć symulacji, w której różniły się one między sobą położeniem łopatek wieńca kierownicy systemu VTG oraz płynem użytym jako czynnik roboczy. W badaniu łopatki znajdowały się w trzech położeniach („zamkniętym”, „środkowym”, „otwartym”) a dla każdego z położeń wykonano symulację zjawisk przepływowych, z użyciem powietrza oraz z użyciem gazów wylotowych z silnika jako czynników roboczych. Miało to na celu zbadanie jak owa zmiana położenia łopatek oraz zmiana czynnika roboczego wpłyną na wartości badanych parametrów. Dla każdej symulacji wykonano niezbędne obliczenia posiłkując się wiedzą o procesach gazodynamicznych zachodzących w części turbinowej turbosprężarki, aby możliwe było uzyskanie indywidualnych wyników, których użyto do analizy porównawczej. W ostatniej części zaprezentowano wyniki obliczeń programowych, które zinterpretowano w sposób graficzny w postaci wykresów, do których sformułowano wnioski, a następnie zaproponowano ewentualne dalsze badania w tym kierunku.
File
  • File: 1
    Jakub_Bartkowiak_Praca_Inżynierska_19.0.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 34595

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT679f8eaf21104bd39d6af5ff42f9b693/
URN
urn:pw-repo:WUT679f8eaf21104bd39d6af5ff42f9b693

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page