Découplante Force de Coriolis et rotation effets de flottabilité sur plein champ thermique transfert des propriétés d’un canal rotatif

Résumé

Nous présentons ici une méthode expérimentale pour découpler les interdépendante-la force de Coriolis et les effets de la rotation-flottabilité sur les distributions de transfert de chaleur de plein champ d’un canal rotatif.

Résumé

Une méthode expérimentale pour découvrir les caractéristiques de transfert de chaleur d’un canal selon l’axe de rotation est proposée. Les paramètres de flux directeurs qui caractérisent les phénomènes de transport dans une chaîne de rotation sont identifiés par l’analyse paramétrique des équations de quantité de mouvement et d’énergie se référant à un référentiel tournant. Basé sur ces équations d’écoulement sans dimension, une stratégie expérimentale qui relie la conception du module de test, le programme expérimental et l’analyse des données est formulé avec la tentative de révéler la force de Coriolis isolée et effets de flottabilité sur chaleur performances de transfert. Les effets de la force de Coriolis et rotation de flottabilité sont illustrées à partir des résultats sélectives mesurées de tourner des canaux avec des géométries différentes. Alors que les-la force de Coriolis et les impacts de la rotation-flottabilité partagent plusieurs traits communs entre les différents canaux de rotation, les signatures de transfert de chaleur unique sont trouvent en liaison avec la direction de l’écoulement, la forme de canal et la disposition de la chaleur transfert des dispositifs de mise en valeur. Quelles que soient les configurations du flux des canaux de rotation, la méthode expérimentale présentée permet de développer des corrélations de transfert de chaleur physiquement cohérentes qui permettent l’évaluation de la force de Coriolis isolée et interdépendante et effets de rotation-flottabilité sur la chaleur transférer les biens des canaux en rotation.

Introduction

Alors que des lois thermodynamiques dictent l’accroissement de la puissance spécifique et l’efficacité thermique d’un moteur à turbine à gaz en élevant la température d’entrée de turbine, plusieurs pièces chaudes du moteur, tels que les aubes de turbine, sont sujets aux dommages thermiques. Refroidissement interne d’une pale de rotor de turbine à gaz permet une température d’entrée de turbine dépassant les limites de température de la résistance au fluage de la matière de la lame. Toutefois, les configurations des canaux de refroidissement internes doivent respecter le profil de la lame. En particulier, le liquide de refroidissement tourne au sein de la pale du rotor.....

Protocole

Remarque : Les détails des installations d’essai, d’acquisition de données, traitement des données et le module de test de transfert de chaleur émulant un canal de refroidissement interne d’une pale de rotor de turbine à gaz en rotation sont dans nos précédents travaux^{29,30,31 ,},³².

1. préparation des Tests de transfert de chaleur

1. Formuler les conditions expérimentales en termes Re, Ro et Bu aux conditions d’opération ciblée d’une pale de rotor de turbine à gaz.
2. Déte....

Résultats

Les conditions d’exploitation réalistes pour le flux de liquide de refroidissement interne à l’intérieur d’une lame rotative de turbine à gaz en termes de Re, Ro et Bu sont comparées avec les conditions de laboratoire émulé dans la Figure 1. Les points de données tombent dans des conditions réalistes de moteur en utilisant la méthode expérimentale actuelle résumée dans les protocoles^11,14,

Discussion

Alors que la température de la paroi d’un canal de rotation est détectée par un système de thermographie infrarouge, les températures du fluide sont mesurés par thermocouples. Comme le champ magnétique alternatif d’un moteur à courant alternatif qui alimente une plate-forme tournante induit électriques susceptibles de perturber les mesures de thermocouple, le moteur à courant continu doit être adapté pour conduire un banc d’essai de rotation.

La distribution de la température du fluide au-dess.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Banc d’essai rotatif	Conçu		en interne par ce groupe de recherche
Module d’essai de transfert de chaleur	Conçu en interne		par ce groupe de recherche
Débitmètre massique	Eldride Product, Inc.	3100301-01-01 359-1007
Système de thermographie infrarouge	NEC P384A-8	3100401-04 3127A-4
Bague collectrice d’instrumentation	Michigan Scientific SR36M	3100506-62 3553-372