JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Burada, birbirine bağlı Coriolis kuvvet ve döndürme-yüzdürme etkileri tam alan ısı transferi dağıtımlarında dönen bir kanal ayırımı için deneysel bir yöntem mevcut.

Özet

Eksenel dönen bir kanal ısı aktarım özelliklerini keşfetmek için deneysel bir yöntem önerdi. Taşıma olayları dönen bir kanalda karakterize yöneten akış parametrelerinin referans dönen bir çerçeve atıfta momentum ve enerji denklemleri parametrik analizi yoluyla tanımlanır. Bu boyutsuz akışı denklemler, test modülü Tasarım Linkler deneysel bir strateji tabanlı deneysel program ve veri analizi formüle girişimiyle sona izole Coriolis kuvveti ve ısı üzerinde yüzdürme etkileri ortaya çıkarmak için performansları aktarın. Coriolis kuvveti ve yüzdürme dönen etkileri çeşitli geometrileri kanallarıyla dönen ölçülen seçici sonuçları kullanılarak gösterilmiştir. Coriolis kuvveti ve döndürme-yüzdürme etkileri çeşitli dönen kanalları arasında çeşitli ortak özellikleri şunlardır ise benzersiz ısı transferi imzalar akışı yönü, Kanal şekli ve ısı düzenlenmesi ile birlikte bulunur donanım aygıtları aktarın. Ne olursa olsun akış yapılandırmaları dönen kanal sunulan deneysel Yöntem izole ve birbirine bağlı Coriolis kuvveti değerlendirilmesi izin fiziksel olarak tutarlı ısı transferi korelasyon geliştirme sağlar ve ısı üzerinde dönen-yüzdürme etkileri kanalları dönen özelliklerini aktarmak.

Giriş

Türbin giriş sıcaklığı yükselen tarafından geliştirilmiş özel güç ve bir gaz türbin motoru termal verimliliğini termodinamik yasaları dikte, türbin kanatları gibi birkaç sıcak motor bileşenleri için termal hasar eğilimli vardır. İç soğutma bir gaz türbini rotor bıçak bıçak malzemenin sürüngen direnç sıcaklık sınırlarını aşan bir türbin giriş sıcaklık verir. Ancak, dahili soğutma kanalları yapılandırmaları bıçak profili ile uyumlu olmalıdır. Özellikle, soğutucu rotor bıçak içinde döndürür. Çalışan bir gaz türbini rotor bıçak için bu sert termal koşullar ile bir etkili bıçak soğutma düzeni yapının bütünlüğünü sağlamak önemlidir. Böylece, yerel Isı aktarma özellikleri dönen bir kanal için mevcut sınırlı soğutucu akışını verimli kullanımı için önemlidir. Deneysel bir yöntem ısı aktarım özelliklerini ölçmek için geliştirilmiş zaman gerçekçi motoru koşulları, iç soğutucu parçaları tasarım için geçerlidir yararlı ısı transferi veri edinimi birincil önemli bir geçiş bir gaz türbini rotor bıçak içinde soğutma simüle.

Döndürme 10.000 d/d yukarıda bir hızda dönen bir kanal içinde bir gaz türbini rotor bıçak soğutma performansı önemli ölçüde değiştirir. Dönen bir kanal için motoru koşullar tanımlaması benzerlik hukuk kullanarak câizdir. Rotasyon ile radyal dönen bir kanal içinde taşıma olayları denetleyen boyutsuz grupları dönen bir referans çerçevesi göre akış denklemler türeterek açığa çıkarılabilir. Morris1 akışı dönen bir referans çerçevesi göreli momentum koruma denklemi elde:

figure-introduction-1600(1)

Denklem (1), yerel sıvı hızı, v̄, pozisyon vektör ile r̄, açısal hız, ω, dönen başvuru çerçevesi göre Coriolis ivmesini 2 (ω×v̄), açısından etkilenir bilgisini iletmiyor merkezcil yüzdürme zorlamak, β(T-Tref) (ω×ω×r̄), tahrik piezo-ölçüm basınç gradyan, figure-introduction-2061 ve sıvı dinamik viskozite, ν. Başvurulan sıvı yoğunluğu, ρref, önceden tanımlanmış sıvı referans sıcaklık Tref, yerel sıvı toplu sıcaklık deneyleri için tipik olan denir. Termal enerji içine mekanik enerji dönüşüm geri dönüşü olmayan önemsiz ise, enerji koruma denklemi azalır:

figure-introduction-2490(2)

Denklem (2) ilk dönem doğrudan yerel kadar sıvı sıcaklığı, T, sürekli özgül ısı, Cpile ilgili için belirli entalpi davranarak elde edilir. Denklem (1), sıvı hız merkezcil ivme ile bağlantıları pertürbasyon sıvı yoğunluğu ısıtmalı dönen kanaldaki sıvı sıcaklığı değişimi nedeniyle sıvı hareket üzerinde önemli etkiye sağladığından ve Eksenel dönen bir kanal alanlara sıcaklık birleştiğinde. Ayrıca, Coriolis ve merkezcil ivmelerini aynı anda dönen hızı ayarlanabilir olarak değişir. Böylece, Coriolis kuvveti ve yüzdürme akışkan hızı ve sıcaklık üzerinde dönen etkileri doğal olarak birleştiğinde.

Denklemler (1) ve (2) boyutsuz formlarda dönen bir kanalda ısı konveksiyon yöneten akış parametreleri ifşa. Dönen bir kanal, yerel sıvı toplu sıcaklık Tb, dayatılan bir temelde tek tip ısı akı ile streamwise yönü, s, başvuru giriş seviyesinden Trefdoğrusal olarak artar. Yerel sıvı toplu sıcaklık Tref + τs τ akış yönünü sıvı toplu Sıcaklık gradyanı nerede, olarak belirlenir. Aşağıdaki boyutsuz parametrelerin oyuncu değişikliği:

figure-introduction-3779(3)

figure-introduction-3876(4)

figure-introduction-3973(5)

figure-introduction-4070(6)

figure-introduction-4167(7)

denklemler (1) ve (2), içine nereye Vdemek, N ve d sırasıyla ortalama akış hızı, dönen hız ve kanal Hidrolik çap taşımaktadır, boyutsuz akışı momentum ve enerji denklemleri olarak elde edilen denklemler (8) ve (9) anılan sıraya göre.

figure-introduction-4564(8)

figure-introduction-4661(9)

Belli ki, η denklemdeki (9) Re, Rove Bu bir işlevdir sırasıyla Reynolds, rotasyon ve yüzdürme numaraları olarak başvurulan Ro2βτdR, =. Atalet arasındaki oran quantifies Rossby numarası ve Coriolis kuvvetleri Denklem (8) ters dönme sayısında eşdeğerdir.

Tb hesaplanırken Tref + τs dönen bir kanalda bir tek tip ısı akısı tabi olarak, τ değer alternatif olarak Qfdeğerlendirilebilecek / (mCpL) hangi Q içinde f, m ve L vardır konvektif Isıtma gücü, soğutucu kütle akış hızı ve uzunluğu, sırasıyla kanal. Böylece, boyutsuz yerel sıvı toplu sıcaklık, ηb, siçin eşittir /d ve kanal duvar, ηw, boyutsuz sıcaklık verir [(Tw-Tb ) /Qf] [mCp] [L/d] +s/d. Qftanımlanan konvektif ısı aktarım hızı ile / (Tw-Tb), boyutsuz duvar sıvı sıcaklık farkı, ηw-ηb, Isıtma alanı ve kanal kesit alanı boyutsuz şekil işlev denklemi hangi ζ (10) aracılığıyla yerel yaptığı çalışmalarda ünlü dizi halinde çevrilebilir olduğunu.

figure-introduction-6193(10)

Bir dizi önceden tanımlanmış geometrileri ve hidrodinamik ve termal sınır koşulları, dönen bir kanal yerel yaptığı çalışmalarda ünlü sayısını denetleme boyutsuz grupları olarak tanımlanır:

figure-introduction-6510(11)

figure-introduction-6610(12)

figure-introduction-6710(13)

Deneysel test, hızı, N, dönen düzeltmesinden ısı transferi oluşturmak değişik Ro için Coriolis güçlerinin farklı güçlü veri kaçınılmaz merkezcil ivme ve böylece, göreli gücü değiştirir kaldırma kuvveti, dönen. Ayrıca, bir ısı transferi dönen bir kanaldan toplanan veriler her zaman sınırlı bir ölçüde tabi kümesidir yüzdürme etkisi döner. Performansı dönen bir kanal Ro ve Bu Nu özellikleri yoluyla mesaj veri işleme yordamı üzerindeki etkileri uncoupling Coriolis kuvveti ve yüzdürme ısı transferi olarak bireysel etkileri ifşa etmek gerekir bu mevcut deneysel yöntem dahil olduğunu.

Bir gaz türbini rotor bıçak içinde dönen bir kanal için motor ve laboratuvar akışı koşulları Re, Ro ve Buaralıklar tarafından belirtilebilir. Soğutucu için tipik motoru koşullar bir gaz türbini rotor bıçak, aynı zamanda inşaat akışı ve gerçek motor koşulları gerçekleştirilecek deneyler izin dönen test tesisi devreye alma Morris2 tarafından bildirildi . Morris2tarafından özetlenen gerçekçi motoru koşullara göre Şekil 1 bir gaz türbini rotor bıçak dönen bir soğutucu kanal için gerçekçi çalışma koşulları açısından Re, Ro ve Bu aralıklar oluşturur. Şekil 1' de, bir motorun en kötü durum göstergesi durumu yüksek rotor hızı ve en yüksek yoğunluk oranı motoru olarak adlandırılır. Şekil 1' de, alt limit ve en kötü motor çalışma koşulları sırasıyla en düşük ve en yüksek motor hızlarında ortaya. Gerçek motor hızda 5000 ve 20.000 dev/dak arasında çalışan dönen bir kanal tam alanlı Nu dağılımı ölçmek son derece zordur. Ancak, benzerlik kanuna dayanarak, laboratuvar ölçekli testleri dönen düşük hızlarda ama gerçek-motoru Re, Ro ve Bu aralıkları tam kapsama sağlamak için çeşitli girişimlerde ile yapılmıştır. Deneysel bir yöntem, NASA'ın ana bilgisayar programı3,4,5,6 yüksek basınç testleri, önceden tanımlanmış Re içinde sıvı yoğunluğu artırmak için kabul. Ortalama sıvı hız azaltarak Ro aralığı genişletmek için sipariş. Bu bağlamda, bir ideal gaz gaz sabiti, Rcve viskozite, μ, için Re, Ro ve Bu arasındaki ilişkileri belirli olarak ilişkilidir:

figure-introduction-9354(14)

figure-introduction-9454(15)

Döndürme hızı, N, soğutucu basınç, P, kanal hidrolik çapı, d, RADIUS, R, dönen Şekil 1' de görülen motoru koşulları ile nominal yazışma laboratuvar koşulları getirmek ve duvar sıvı sıcaklık farkı, Tw-Tb, gerçekçi Re, Ro ve Bu aralıkları eşleştirmek için kontrol edilmesi gerekir. Ro d2için orantılı olduğu gibi açıkça, Ro aralığı genişletmek için en etkili yaklaşımlardan birini kanal hidrolik çapı, artırmaktır. Laboratuvar ısı aktarım sınaması gerçekçi N son derece zor olduğu için soğutucu basıncını, P, teknik olarak Ro aralığı genişletmek için yükseltilmiş olması kolaydır; ro sadece Piçin orantılı olsa bile. Bu teorik arka plan üzerinde bağlı olarak, mevcut deneysel Yöntem tasarım felsefesi Ro dönen teçhizat sığdırmak için izin verilen en çok kanal hidrolik çapı kullanarak dönen test kanal basınçlandırma tarafından artırmaktır. Bu Ro2' ye doğru orantılı olarak Ro aralığı artmış, Bu dizi buna göre genişletilir. Şekil 1' de, kanal dönen ısı transferi verilerini oluşturmak için kabul edilen laboratuvar test koşulları da dahil3,4,5,6,7 vardır , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29. Şekil 1' de gösterildiği gibi gerçekçi motoru koşullar mevcut ısı transferi veri tarafından kapsama özellikle gerekli Bu aralığı için hala sınırlıdır. Açık ve renkli düz sembolleri Şekil 1 ' de tasvir sivri ve tam-alan ısı transferi deneyler, sırasıyla vardır. Şekil 1' de toplanan gibi çoğu ısı, gaz türbini rotor bıçak1,2,3,4,5, soğutma uygulamaları ile veri aktarımı 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 olan nokta ısıl yöntemi kullanarak ölçüleri. İletken duvar ölçme üzerinde duvar iletim etkileri akı ısı ve sıvı-duvar arabirimleri sıcaklıklarda ısıl ölçümleri dönüştürülmüş ısı transferi verilerin kalitesini zayıflatmak. Ayrıca, ısı transferi ölçümleri1,2,3,4,5,6,7, 8,9,10,11,12,13,14,15 , 16 , 17 , 18 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , Isıl yöntemle 26 iki boyutlu ısı transferi varyasyonları dönen bir yüzey üzerinde algılayamaz. Mevcut deneysel Yöntem29,30,31,32ile tam-alan yaptığı çalışmalarda ünlü sayı dağıtımları dönen kanal duvarın üzerinden algılanmasını câizdir. Duvar iletim etkisi 0,1 mm kalın paslanmaz çelik folyo Biot sayılarla kullanarak indirilmesi >> 1 Isıtma gücü tarafından mevcut deneysel yöntemi oluşturmak için izin verir tek boyutlu ısı iletimi soğutucu akış için Isıtma folyo dan. Özellikle, Ro ve Bu efektleri içeren tam alan ısı transferi veri edinimi geçici sıvı kristal tekniği ve ısıl yöntemi kullanarak câiz değildir. Şu anki kararlı durum sıvı kristal termografi yöntemi19ile tespit sıcaklığı 35-55 ° c ısı transferi veri gerçekçi yoğunluk oranları ile nesil devre dışı bırakır.

Şekil 1 ' de görülen gerçekçi motoru koşulları tam kapsama henüz değil sağlanmıştır göstermek için dönen bir kanalda ısı konveksiyon yöneten akış parametreleri kullanarak, böylece tam alan ısı edinme gereğini transfer veri gerçekçi motoru koşullar sürekli olarak çağırdı. Mevcut deneysel Yöntem tam alan ısı transferi Coriolis-kuvvet ve döndürme-yüzdürme etkileri tespit ile nesil sağlar. Protokoller dönen bir kanal gerçekçi tam alan ısı transferi ölçümle ilgili bir deneysel stratejisi hazırlamak için Müfettişler yardımcı hedefleniyor. Mevcut deneysel yöntemi için benzersiz parametrik analiz yöntemi ile birlikte ısı transferi korelasyon nesil Nu izole ve birbirine bağlı Ro ve Bu etkileri değerlendirmek için izin verilir.

Makaleyi iki boyutlu ısı transferi veri akışı koşulları gerçekçi gaz türbin motoru koşulları için benzer ile dönen bir kanal oluşturmak ama çok daha düşük dönen hızlarda çalışan amaçlayan bir deneysel yöntemi göstermektedir laboratuvarları. Dönen hız, test kanal hidrolik çapı ve gerçekçi motoru koşulları veri giriş bölümünde gösterildiği ısı transferi edinme için duvar sıvı sıcaklık farkları aralığını seçmek için geliştirilen yöntem. Isı kaybı kalibrasyon kalibrasyon testleri kızılötesi termografi sistemi için sınar ve dönen ısı transferi VKA testi çalışmasını destekleyen yapýlandýrmalar gösterilir. Isı için önemli belirsizlikler neden olan faktörler ölçümleri ve Coriolis kuvveti ayırımı yordamlarına transfer ve Isı aktarma özellikleri dönen bir kanal üzerinde yüzdürme etkileri seçici makaleyle açıklanmıştır mevcut deneysel yöntem göstermek için sonuçlar.

Protokol

Not: test imkanları, veri toplama, veri işleme ve bir iç soğutma kanalı bir gaz türbini rotor bıçak taklit ısı transferi test modülü dönen bizim önceki işleri29,30',31 ayrıntılardır ,32.

1. Isı Transfer Testleri hazırlanması

  1. Re, Ro ve Bu bir gaz türbini rotor bıçak hedeflenen çalışma koşullarından açısından deneysel koşullar formüle.
  2. N, P, d, Rve Tw - Tb test edilmiş Re Ro ve denklemler (14) ve (15) kullanarak Bu kazanılması için gerekli belirlemek.
  3. N, P, d, Rve Tw - Tb deneysel imkanları sınırı aşarsa hedefleme Re, Ro ve Bu yeniden tanımlayın.
  4. Tasarım ve bir gaz türbini rotor bıçak2pratik dahili soğutucu kanalda taklit ölçekli ısı transferi test modülü oluşturur.

2. kızılötesi termografi sistem için termal emissivite katsayısı tayini

  1. Kalibre edilmiş ısıl taranan paslanmaz çelik ısıtma folyo arka tarafında yükleyin.
  2. Kızılötesi kamera tarafından taranan paslanmaz çelik ısıtma folyo üzerinde ince bir tabaka halinde siyah boya sprey.
  3. Simetrik akışı alanlar paslanmaz çelik ısıtma folyo iki tarafında dikey Isıtma folyo iki taraf üzerinde ücretsiz konvektif akışları ile bir alanda bir dikey ince paslanmaz çelik folyo yerleştirerek oluşturun.
  4. Elektrik ısıtma gücü sayesinde Isıtma folyo besleme ve sıcaklıklar aynı anda kararlı duruma adlı bilgisayar ekranından ısıl ve kızılötesi termografi sistemi tarafından ölçün.
  5. Adımı yineleyin 2.4 en az dört kez kullanma ısıtıcı gücü yüksek. Adım 2.3 ve adım 1.2 tarafından belirlenen Tw aralığı kapak 2.4 tarafından kullanılan ısıtıcı güçleri karşılık gelen duvar sıcaklıklar sağlamak.
  6. Kızılötesi sinyalleri ısı verileri dönüştürür program için çok sayıda seçmeli termal emissivite katsayıları kullanarak kızılötesi termografi sistemi tarafından taranan Twdeğerleri hesaplar.
  7. Kalibre edilmiş ısıl ve ısıl spot değerlendirilen standart sapmalar ile karşılık gelen yeri kızılötesi termografi sistem tarafından ölçülen Tw verileri karşılaştırmak.
  8. Adım 2.7 tarafından belirlenen asgari standart sapmayla termal emissivite katsayısı seçin.
  9. Adım 2.8 tarafından belirlenen termal emissivite katsayısı kullanarak kızılötesi termografi sistemi için en fazla duyarlık hata belirlemek.

3. teçhizat dönen dinamik denge

  1. Isı transferi test modülü, kızılötesi kamera, zarflama çerçeve ve tüm aksesuarları dönen alete yükleyin.
  2. Bilgisayardan gelen görüntü sabit termal görüntü sergilemek için kızılötesi termografik ölçümleri için titreşim sınırlama dönen teçhizat çalışan koşulu karşılayan edene kadar dengeleyici ağırlık yavaş yavaş ayarlayın.

4. ısı kaybı katsayıları değerlendirilmesi

  1. Isı transferi test modülü soğutucu kanal ısı yalıtım malzemesi ile doldurun.
  2. Dolgulu test modülü üzerinde dönen VKA testi test modülü dönen platformda uygun ve ısıtıcı güç kaynağı ve enstrümantal kabloları bağlama yükleyin.
  3. Zamansal tarama için veri toplama sistemi aktive Tw varyasyon bir Isıtma gücü kadar kararlı duruma koşul gerçekleşmiş demektir. Şakak sağlamak birkaç başarılı taramalar sırasında Tw varyasyonların az 0,3 K her kararlı duruma koşul.
  4. Isıtıcı güç, kararlı durum Tw veri ve karşılık gelen ortam sıcaklığı, T∞kaydetmek.
  5. 4.3 ve 4.4 en az beş kez kullanma adımları farklı ısıtma güçleri sabit bir dönen hızda yineleyin.
  6. En az beş dönen hızları ile 4.2-4.4 adımları yineleyin. Dönen hız testi dizi adım 1.2 tarafından belirlenen tüm N değerleri kapsar emin olun.
  7. Ters dönen yönü ile 4.3 4.6 adımları yineleyin.
  8. Isı kaybı akı duvar ortam sıcaklığı farkı dönen her hızda karşı araziler oluşturmak.
  9. Isı kaybı katsayıları duvar ortam sıcaklık farkı, hız ve dönme yönü dönen işlevler aralarındaki ilişkileri belirlemektir.
  10. Nu muhasebe için mesaj veri işlem program ısı kaybı korelasyon dahil.

5. temel Isı Transfer Testleri

  1. Reynolds sayıları dönen sıfır hızda hedefleme, ısı transfer testleri gerçekleştirmek (Ro = N = 0) test modülü besleme soğutucu akar ve ısıtıcı güçleri tarafından. Sağlanan soğutma kitle akış oranı sürekli akışı giriş uçak hedefleme değerde, Reynolds sayısı kontrol edebilmek için ayarlanır emin olun.
  2. Kararlı duruma duvar sıcaklıklar, sıvı sıcaklık, ısıtıcı güçleri, akış baskılar ve ortam basınç ve sıcaklık, sonraki veri işleme için de dahil olmak üzere tüm ilgili ham verileri kaydetmek.
  3. Yerel ve alan ortalama olarak yaptığı çalışmalarda ünlü numaraları (Nu0) Taranan statik kanal duvarları üzerinde değerlendirmek.

6. dönen Isı Transfer Testleri

  1. Test koşulları hedefleme Re ve Roizlemek için on-line izleme programı yükleyin.
  2. Yem ölçülen soğutucu kitle akış oranı, hava akımı basınç, hız ve kanal girişinde sıvı sıcaklığı anlık Re ve Rohesaplamak için izleme programı döner.
  3. Önceden tanımlanmış kararlı durum koşul gerçekleşmiş demektir sonra hız, ısıtıcı gücü, hava akımı ve ortam baskıların yanı sıra sonraki veri işleme için duvar ve sıvı sıcaklık döndürme gibi tüm ilgili ham verileri kaydetmek.
  4. 6.2 ve en az dört azalan veya artan bir dizi sabit Re ve Ro, ısıtıcı güçleri ile 6,3 adımları yineleyin. Testi yeniden ve Ro sonbahar hedefleme değerleri ile ±1% arasındaki farklar içinde dönen hız veya soğutucu kitle akış oranı veya her ikisini de ayarlayarak olun.
  5. İndüklenen yüzdürme akar gelişimi akışı geliştirme "Tarih" ile ilişkili olduğu gibi ısı transfer testleri sabit yeniden ve Ro kümelerine farklı ısıtıcı güçleri olan, sürekli olarak gerçekleştirilmesini sağlamak.
  6. Sayılarla dört ya da beş hedefleme Reynolds (Re) bir sabit rotasyon numaradan (Ro) 6.4 ve 6.5 numaralı adımları yineleyin. Dönen hız uygun şekilde her testi Re Re ve Ro ±1% farklılıklar içinde hedefleme değerleri denetlemek için ayarlanır emin olun.
  7. Dört ya da beş döndürme numaraları (Ro) hedefleme kullanarak 6,6 arasındaki adımları yineleyin.
  8. Ters dönen yönü 6.2-6,7 adımları yineleyin.
  9. Yerel ve alan ortalama olarak yaptığı çalışmalarda ünlü numaraları (Nu) bir mesaj veri işleme programı kullanarak taranmış dönen kanal duvarları üzerinde değerlendirmek.

7. parametrik Analizi

  1. Statik kanaldan Reynolds sayısı görev içine toplanan alan ortalama olarak yaptığı çalışmalarda ünlü (sayılarNu0) aralarındaki ilişkileri belirlemektir.
  2. Tam alan yerel Nudeğerlendirmek /Nu0 oranları, her bir sabit Re ve Ro test ile alan ortalama olarak Nu/Nu0 oranları hesaplanır.
  3. Yerel ve alan ortalama olarak Nukomplo tarafından yalıtım Re etkisi uygulanabilirliği doğrulayın /Nu0 oranları elde farklı Re ile ama aynı Ro.
  4. Alan ortalama olarak Nukomplo tarafından yüzdürme Isı aktarma özellikleri dönen test kanalının üzerinde dönen izole etkileri ifşa /Nu0 oranları toplanan farklı Re ile aynı Ro , Bu veya yoğunluk oranı karşı (Δρ/ρ). Bu veya Δρtercih yelpazesi sağlamak / Arsa ısı için basit bir işlevsel yapısı ile tutarlı veri eğilim elde etmek için bu tür oluşturmak içinρ transfer korelasyon.
  5. Her Nutahmin /Nu0 veri eğilim toplanan farklı yeniden ama sabit bir Ro , Bu→0 ya da Δρsınırlayıcı durum içine /ρ→0.
  6. Tüm ekstrapole Nutoplamak /Nu0 sonuçlar Bu→0 veya Δρile /ρ→0 tüm test Ro.
  7. Tahmini Nuplot /Nu0 sonuçları edilişi Coriolis ifşa etmek Ro karşı kayboldu yüzdürme etkileşim ile ısı aktarma özellikleri üzerindeki etkileri zorlamak.
  8. Ro ve Bufonksiyonları adım 7,4 ve 7,7 tarafından toplanan test sonuçlarını aralarındaki ilişkileri belirlemektir.

Sonuçlar

Gerçekçi çalışma koşulları açısından Re, Ro ve Bu dönen bir gaz türbini bıçak içinde dahili soğutucu akışları için Şekil 1' deki benzetilmiş laboratuvar koşulları ile karşılaştırılır. Veri noktaları iletişim kuralları11,14,17,20,21' özetlenen mevcut deneysel yöntemi kul...

Tartışmalar

Dönen bir kanal endwall sıcaklıklarında bir kızılötesi termografi sistem tarafından tespit edilir ise, sıvı sıcaklık thermocouples tarafından ölçülür. Isıl ölçümleri girişimine elektrik potansiyeli alternatif manyetik alan dönen bir teçhizat sürücüler bir AC motor indükler olarak DC Motorlu dönen bir test teçhizat sürmeyi kabul gerekir.

Çıkış uçak içinde sıvı sıcaklığı dağıtımı bir ısıtmalı kanal tek tip değildir. Dönen bir kanal varolan boyu...

Açıklamalar

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

Mevcut araştırma çalışmaları hibe altında Milli Güvenlik 94-2611-E-022-001, Milli Güvenlik 95-2221-E-022-018, Milli Güvenlik 96-2221-E-022-015MY3 ve NSC 97-2221-E-022-013-MY3 mali Tayvan teknoloji ve Bilim Bakanlığı tarafından sponsor oldu.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Rotating test rigIn-house madeDesign by this research group
Heat transfer test moduleIn-house madeDesign by this research group
Mass flow meterEldride Product, Inc.3100301-01-01
359-1007
Infrared thermography systemNEC P384A-83100401-04
3127A-4
Instrumentation slip ringMichigan Scientific SR36M3100506-62
3553-372

Referanslar

  1. Morris, W. D. . Heat transfer and fluid flow in rotating coolant channels. , ISBN 0471101214 (1981).
  2. Morris, W. D. A rotating facility to study heat transfer in the cooling passage of turbine rotor blades. Journal of Power and Energy. 210 (1), 55-63 (1996).
  3. Wagner, J. H., Johnson, B. V., Graziani, R. A., Yeh, F. C. Heat transfer in rotating passages with smooth walls and radially outward flow. ASME Journal of Turbomachinery. 113 (1), 42-51 (1991).
  4. Wagner, J. H., Johnson, B. V., Kopper, F. C. Heat transfer in rotating serpentine passages with smooth walls. ASME Journal of Turbomachinery. 113 (3), 321-330 (1991).
  5. Wagner, J. H., Johnson, B. V., Steuber, G. D., Yeh, F. C. Heat transfer in rotating serpentine passages with trips normal to the flow. ASME Journal of Turbomachinery. 114 (4), 847-857 (1992).
  6. Johnson, B. V., Wagner, J. H., Steuber, G. D., Yeh, F. C. Heat transfer in rotating serpentine passages with selected model orientations for smooth or skewed trip walls. ASME Journal of Turbomachinery. 116 (4), 738-744 (1992).
  7. Hwang, G. J., Tzeng, S. C., Mao, C. P., Soong, C. Y. Heat transfer in a radially rotating four-pass serpentine channel with staggered half-v rib turbulators. ASME Journal of Heat Transfer. 123 (1), 39-50 (2001).
  8. Azad, G. S., Uddin, M. J., Han, J. C., Moon, H. K., Glezer, B. Heat transfer in a two-pass rectangular rotating channel with 45-deg angled rib turbulators. ASME Journal of Turbomachinery. 124 (2), 251-259 (2002).
  9. Griffith, T. S., Al-Hadhrami, L., Han, J. C. Heat transfer in rotating rectangular cooling channels (AR=4) with angled ribs. ASME Journal of Heat Transfer. 124 (4), 617-625 (2002).
  10. Al-Hadhrami, L., Griffith, T. S., Han, J. C. Heat transfer in two-pass rotating rectangular channels (AR=2) with five different orientations of 45 deg V-shaped rib turbulators. ASME Journal of Heat Transfer. 125 (2), 232-242 (2003).
  11. Chang, S. W., Liou, T. M., Hung, J. H., Yeh, W. H. Heat transfer in a radially rotating square-sectioned duct with two opposite walls roughened by 45 deg staggered ribs at high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 129 (2), 188-199 (2007).
  12. Zhou, F., Lagrone, J., Acharya, S. Internal cooling in 4:1 AR passages at high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 129 (12), 1666-1675 (2007).
  13. Liu, Y. H., Huh, M., Han, J. C., Chopra, S. Heat transfer in a two-pass rectangular channel (AR=1:4) under high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 130 (8), (2008).
  14. Chang, S. W., Liou, T. M., Chiou, S. F., Chang, S. F. Heat transfer in high-speed rotating trapezoidal duct with rib-roughened surfaces and air bleeds from the wall on the apical side. ASME Journal of Heat Transfer. 130 (6), (2008).
  15. Wright, L. M., Liu, Y. H., Han, J. C., Chopra, S. Heat transfer in trailing edge, wedge-shaped cooling channels under high rotation numbers. ASME Journal of Heat Transfer. 130 (7), 1-11 (2008).
  16. Liou, T. M., Chen, M. Y., Tsai, M. H. Fluid flow and heat transfer in a rotating two-pass square duct with in-line 90-deg ribs. ASME Journal of Turbomachinery. 124 (2), 260-268 (2002).
  17. Chang, S. W., Liou, T. M., Yang, T. L., Hong, G. F. Heat transfer in radially rotating pin-fin channel at high rotation numbers. ASME Journal of Turbomachinery. 132 (2), (2010).
  18. Rallabandi, A., Lei, J., Han, J. C., Azad, S., Lee, C. P. Heat transfer measurements in rotating blade-shape serpentine coolant passage with ribbed walls at high Reynolds numbers. ASME Journal of Turbomachinery. 136 (9), (2014).
  19. Mayo, I., Arts, T., Ahmed, E. H., Parres, B. Two-dimensional heat transfer distribution of a rotating ribbed channel at different Reynolds numbers. ASME Journal of Turbomachinery. 137 (3), (2015).
  20. Chang, S. W., Yang, T. L., Liou, T. M., Fang, H. G. Heat transfer in rotating scale-roughened trapezoidal duct at high rotation numbers. Applied Thermal Engineering. 29 (8), 1682-1693 (2009).
  21. Liou, T. M., Chang, S. W., Chen, J. S., Yang, T. L., Lan, Y. A. Influence of channel aspect ratio on heat transfer in rotating rectangular ducts with skewed ribs at high rotation numbers. International Journal of Heat Mass Transfer. 52 (23), 5309-5322 (2009).
  22. Huh, M., Liu, Y. H., Han, J. C. Effect of rib height on heat transfer in a two pass rectangular channel (AR = 1:4) with a sharp entrance at high rotation numbers. International Journal of Heat Mass Transfer. 52 (19), 4635-4649 (2009).
  23. Xu, G., Li, Y., Deng, H. Effect of rib spacing on heat transfer and friction in a rotating two-pass square channel with asymmetrical 90-deg rib turbulators. Applied Thermal Engineering. 80 (5), 386-395 (2015).
  24. Tao, Z., Yang, M., Deng, H., Li, H., Tian, S. Heat transfer study in a rotating ribbed two-pass channel with engine-similar cross section at high rotation number. Applied Thermal Engineering. 106 (5), 681-696 (2016).
  25. Li, Y., Deng, H., Tao, Z., Xu, G., Chen, Y. Heat transfer characteristics in a rotating trailing edge internal cooling channel with two coolant inlets. International Journal of Heat Mass Transfer. 105 (2), 220-229 (2017).
  26. Deng, H., Chen, Y., Tao, Z., Li, Y., Qiu, L. Heat transfer in a two-inlet rotating rectangular channel with side-wall fluid extraction. International Journal of Heat and Mass Transfer. 105 (2), 525-534 (2017).
  27. You, R., Li, H., Tao, Z., Wei, K. Heat transfer investigation in a smooth rotating channel with thermography liquid crystal. ASME Turbo Expo. GT2016-56413, Turbomachinery Technical Conference and Exposition: Heat Transfer. 5 (B), V05BT16A006 1~10 (2016).
  28. Morris, W. D., Chang, S. W. An experimental study of heat transfer in a simulated turbine blade cooling passage. International Journal of Heat Mass Transfer. 40 (15), 3703-3716 (1997).
  29. Chang, S. W., Liou, T. -. M., Po, Y. Coriolis and rotating buoyancy effect on detailed heat transfer distributions in a two-pass square channel roughened by 45° ribs at high rotation numbers. International Journal of Heat Mass Transfer. 53 (7), 1349-1363 (2010).
  30. Wang, W. J. . Heat transfer in rotating twin-pass trapezoidal-sectioned passage with two opposite walls roughened by 45 degree ribs. , (2006).
  31. Chang, S. W., Wu, P. -. S., Chen, C. -. S., Weng, C. -. C., Jiang, Y. -. R., Shih, S. -. H. Thermal performance of radially rotating two-pass S-shaped zig-zag channel. International Journal of Heat and Mass Transfer. 115 (B), 1011-1031 (2017).
  32. Chang, S. W., Lees, A. W., Liou, T. -. M., Hong, G. F. Heat transfer of a radially rotating furrowed channel with two opposite skewed sinusoidal wavy walls. International Journal of Thermal Sciences. 49 (5), 769-785 (2010).
  33. Chang, S. W., Liou, T. -. M., Lee, T. -. H. Heat transfer of a rotating rectangular channel with a diamond-shaped pin-fin array at high rotation numbers. Journal of Turbomachinery Transactions of the ASME. 135 (4), (2013).
  34. Morris, W. D., Chang, S. W. Heat transfer in a radially rotating smooth-walled tube. The Aeronautical Journal. 102 (1015), 277-285 (1998).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

M hendisli isay 140kanal aks cakl k konveksiyongaz t rbini Rotor B ak so utmaortogonal modu d nd rmeKoryolis etkisiy zd rme etkisi d nen d nen

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır