Methodenartikel

Abkoppeln Corioliskraft und rotierenden Auftrieb Auswirkungen auf Vollfeld Heat Transfer Eigenschaften eines rotierenden Kanals

DOI:

10.3791/57630

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5. Oktober 2018

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1Department of System and Naval Mechatronic Engineering, National Cheng Kung University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Hier präsentieren wir Ihnen eine experimentelle Methode zur Entkopplung von voneinander abhängigen Corioliskraft und rotierende auftriebseffekte auf Vollfeld Hitze-Transfer-Distributionen eines rotierenden Kanals.

Zusammenfassung

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Eine experimentelle Methode zur Erkundung der Hitze Übertragungsverhalten eines Axial rotierenden Kanals wird vorgeschlagen. Die regierenden Strömungsparameter, die TRANSPORTPHÄNOMENE in einem rotierenden Kanal zu charakterisieren sind über die parametrische Analyse der Dynamik und Energie Gleichungen unter Bezugnahme auf einen rotierenden Bezugssystem gekennzeichnet. Basierend auf diese dimensionslose Fluss Gleichungen, eine experimentelle Strategie, die das Design des Moduls Test verbindet wird das experimentelle Programm und die Datenanalyse formuliert, bei dem Versuch zu zeigen, der isolierten Corioliskraft und auftriebseffekte bei Hitze Transfer-Leistungen. Die Auswirkungen der Coriolis Kraft und rotierenden Auftrieb sind anhand der selektiven Messergebnisse von rotierenden Kanäle mit unterschiedlichen Geometrien. Während die Coriolis Kraft und rotierenden Auftrieb Auswirkungen einige Gemeinsamkeiten zwischen den verschiedenen rotierenden Kanälen teilen, sind die einzigartige Wärme Übertragung Signaturen in Verbindung mit der Fließrichtung, die Kanalform und die Anordnung der Hitze gefunden. Erweiterung-Geräte zu übertragen. Unabhängig von der Strömung Konfigurationen der rotierenden Kanäle, die vorgestellte experimentellen Methode ermöglicht die Entwicklung von physisch konsistente Hitze Übertragung Korrelationen, die die Beurteilung der isoliert und voneinander abhängigen Corioliskraft erlauben und rotierende Auftrieb Auswirkungen auf die Wärme übertragen Eigenschaften rotierender Kanäle.

Einleitung

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Während thermodynamischen Gesetze diktieren die verbesserte spezifische Leistung und thermische Wirkungsgrad einer Gasturbine-Engine durch Erhöhung der Turbine Eintrag Temperatur, sind mehrere heißen Motorteilen wie Turbinenschaufeln, thermische Schädigung anfällig. Interne Kühlung eine Gasturbine Rotorblatt ermöglicht eine Turbine Eintrag Temperatur über die Temperaturgrenzen der Kriechfestigkeit von der Klinge Material. Allerdings müssen die Konfigurationen von den internen Kühlkanälen das Schaufelprofil entsprechen. Vor allem dreht sich das Kühlmittel in das Rotorblatt. Solche harten thermischen Bedingungen für eine laufende Gasturbine Rotorblatt ist eine effektive....

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Protokoll

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Hinweis: Die Details der rotierenden Prüfeinrichtungen, Datenerfassung, Datenverarbeitung und die Hitze Test Transfermodul emuliert eine interne Kühlkanals eine Gasturbine Rotorblatt sind in unserer bisherigen Arbeiten29,30,31 ,32.

1. Vorbereitung des Heat-Transfer-Tests

  1. Die experimentellen Bedingungen in Bezug auf Re, Ro und Bu aus der gezielten Betriebsbedingungen eine Gasturbine Rotorblatt zu formulieren.
  2. Bestimmen Sie die N, P, d, R....

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Ergebnisse

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Realistische Betriebsbedingungen für die interne Kühlmittel fließt innerhalb einer rotierenden Gasturbinenschaufel in Bezug auf Re, Ro und Bu sind gegenüber der emulierten Laborbedingungen in Abbildung 1. Die Datenpunkte fallen in die realistische Motorbedingungen mit der vorliegenden experimentellen Methode zusammengefasst in die Protokolle11,14,17,

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Diskussion

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Während die Stirnwand Temperaturen eines rotierenden Kanals durch ein Infrarot-Thermografie-System erkannt werden, werden die Temperatur von Thermoelementen gemessen. Wie das alternative Magnetfeld der einen AC Motor für eine rotierende Rig Spannungspotenzial Thermoelement Messungen stören induziert, muss die DC-Motor angenommen werden, um einen rotierenden Prüfstand fahren.

Die Flüssigkeit Temperaturverteilung über die Ausfahrt Fläche eines beheizten Kanals ist nicht einheitlich. Mindestens f.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

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Die vorliegende Forschungsarbeit wurde finanziell durch das Ministerium für Wissenschaft und Technologie von Taiwan unter Grant NSC 94-2611-E-022-001, NSC 95-2221-E-022-018, NSC 96-2221-E-022-015MY3 und NSC 97-2221-E-022-013-MY3 gesponsert.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Rotierender PrüfstandEigenentwicklungdurch diese Forschungsgruppe
WärmeübertragungsprüfmodulEigenfertigungKonstruktion durch diese Forschungsgruppe
MassendurchflussmesserEldride Product, Inc.3100301-01-01
359-1007
Infrarot-ThermografiesystemNEC P384A-83100401-04
3127A-4
Schleifring für InstrumentierungMichigan Scientific SR36M3100506-62
3553-372

Referenzen

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  1. Morris, W. D. Heat transfer and fluid flow in rotating coolant channels. , John Wiley and Sons. 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.

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Schlagwörter

Nusselt ZahlReynolds ZahlRotationszahlAuftriebszahlThermografie

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