مطالعه تجربی به کارگیری طرح جدید روزنه لوبیایی شکل در خنک کاری لایه ای

شکل روزنه جت به شدت روی اثربخشی خنک کاری لایه ای تیغه های توربین اثرگذار است. شکل روزنه باید به گونه ای طراحی شود که توزیع مناسبی از سیال خنک کننده روی سطح را ایجاد کند و نقاط داغ تشکیل نشود. در تحقیق حاضر، عملکرد خنک کاری طرح جدید هندسه روزنه لوبیایی شکل برای روزنه جت خنک کننده به طور تجربی با استفاده از روش دمانگاری مادون قرمز بررسی شده است. آزمایش ها در عدد رینولدز جریان اصلی 10000(بر اساس قطر معادل روزنه) روی صفحه آزمایش با زاویه تزریق جت نسبت به سطح 30 درجه انجام شده است. اندازه گیری ها در سرعت جریان اصلی 27 متر بر ثانیه و چهار نسبت دمش 0.4، 0.5، 0.7 و 0.8 صورت گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که هندسه روزنه شکل یافته لوبیایی شکل در مقایسه با روزنه استوانه ای، منجر به افزایش اثربخشی خنک کاری لایه ای می شود. لازم به ذکر است که بیش ترین اثربخشی خنک کاری در نسبت دمش 0.5 و کم ترین اثربخشی در نسبت دمش 0.4 حاصل می شود. با استفاده از روزنه لوبیایی شکل، اثربخشی خنک کاری لایه ای متوسط گیری شده کل ناحیه در نسبت دمش های مختلف بین 45.4 الی 207.4 درصد افزایش می یابد.

experimental investigation of applying the novel bean-shaped hole geometry for the film cooling

shape of the jet hole highly affects the film cooling effectiveness of the gas turbine blades, which must be designed in such a way that creates proper distribution of the coolant over the surface to remove the hot spots. the present study investigates the cooling performance of the novel bean-shaped hole geometry design for the jet hole experimentally using an infrared thermography method. the tests are performed at the main flow reynolds number of 10,000 (based on the hole equivalent diameter) over a test plate at injection angle of 30 degrees relative to the surface. the measurements were carried out at the mainstream speed of 27 m/s and four blowing ratios of, 0.4, 0.5, 0.7 and 0.8. the obtained results show that the geometry of the bean-shaped holes lead to an increase in the film cooling effectiveness in comparison to the cylindrical holes. the highest cooling effectiveness is obtained at blowing ratio of 0.5 and the lowest effectiveness is obtained over the surface at blowing ratio of 0.4. in the case of bean-shaped hole geometry, the full area averaged cooling effectiveness increases by 45.4% to 207.4%.