مکانیک سیالات و آیرودینامیک

مکانیک سیالات و آیرودینامیک

بررسی تجربی اثرات گرفتگی روزنه جت خنک کننده بر خنک کاری لایه ای پره های توربین های گازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 تهران، مهرآباد جنوبی، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، دانشکده مهندسی هوافضا
2 دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری
چکیده
یکی از مشکلاتی که در زمینه‌ی خنک‌کاری لایه‌ای پره‌های توربین‌های گازی مطرح می‌شود، انسداد روزنه جت خنک-کننده می‌باشد که این امر نقشی منفی روی اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای ایفا می‌کند. در این تحقیق، از گرفتگی‌های ایجاد شده در پره‌های کارکرده و مستعمل توربین موتور جی 17- 79 الگو گرفته شده و پس از ساخت مدل روزنة تقریباً استوانه‌ی مذکور، آزمایش های مورد نیاز با استفاده از تونل باد جهت بررسی اثرات گرفتگی انجام شده است. آزمایش‌های مورد نظر در چهار نسبت‌دمش 4/0، 5/0، 7/0، 8/0 و عدد رینولدز جریان اصلی بر اساس قطر معادل جت 10000 انجام شده است. داده‌برداری‌های حرارتی به وسیله دوربین مادون‌قرمز انجام شده و نتایج حاصل، کاهش میزان اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای نسبت به حالتی که روزنه جت دارای گرفتگی نباشد را نشان می‌دهد. این کاهش، به علت تداخل بیش‌تر جریان جت با جریان عرضی است که ناشی از افزایش سرعت جت در دهانه خروجی می‌باشد. همچنین، با افزایش نسبت‌دمش، میزان اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای کاهش می‌یابد. با این وجود، در نسبت دمش 4/0، بیش‌ترین میزان اثربخشی در کل ناحیه مورد مطالعه مشاهده شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of the influence of blockage in cooling Jet hole on the film cooling effectiveness in gas turbines blades

نویسندگان English

Mahdi Ramezanizadeh 1
Masoud Faraji 2
Youness Poladrang 2
1 Aerospace Engineering Department, Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology, Tehran, IR.Iran
2 Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology
چکیده English

The blockage of the cooling jet hole is one of the problems that arises in the film cooling of gas turbines. It reduces the film cooling effectiveness and creates hot spots. In this research, by following the pattern of blockages created in the used turbine blades of G17-79 engines and after constructing its nearly cylindrical hole model, the required tests were conducted using a wind tunnel to investigate the effects of blockage. The desired tests were performed at four blowing ratios of 0.4, 0.5, 0.7, and 0.8 at the free stream Reynolds number of 10000, based on the jet hole diameter . Thermal data acquisition was performed using infrared camera and the obtained results show that the cooling effectiveness decreases, in comparison to the holes which have no blockages. This reduction, is due to higher interaction of the jet flow with the cross flow which is due to increase of jet velocity at the jet exit. Also, by increasing the blowing ratio, the film cooling effectiveness decreases. However, at the blow ratio of 0.4, the highest effectiveness all over the investigate domain was observed.

کلیدواژه‌ها English

Gas Turbines Blades
Film Cooling Effectiveness
Jet Hole Blockage
Infrared Thermography
Wind Tunnel
دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 36
پاییز و زمستان
اسفند 1404

  • تاریخ دریافت 01 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 01 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 26 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 01 اسفند 1404