회전 채널의 속성을 전송 하는 연결을 푸는 코리올리 힘 및 전체 필드 열에 회전 부 력 효과

이 방법은 주조 터빈 로터 블레이드의 내부 냉각에 대한 많은 등급을 포함하여 열 전달 필드의 주요 질문에 대답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 수집된 전체 필드 열 전달 데이터와 제안된 데이터 감소 방법입니다. 이들은 코리올리 폴드의 개인적이고 상호 의존적인 효과를 드러내고 국소 열 전달 특성에 대한 부력을 회전시할 수 있습니다.

절차를 시연하는 것은 쿠오칭 유, 웨이링 카이, 홍다셴이 될 것이다. 내 실험실에서 세 대학원 생. 프로토콜은 모터에 의해 구동되는 샤프트로 구성된 회전 리그를 사용해야 합니다.

샤프트는 테스트 모듈을 지원하는 회전 플랫폼을 구동합니다. 또한 회전 균형을 위한 카운터웨이트도 있습니다. 적외선 카메라가 테스트 모듈을 스캔할 수 있는 위치에 있습니다.

데이터 수집에 사용되는 테스트 모듈의 특징은 이 폭발된 뷰 회로도에 묘사됩니다. 건설시 테플론 프레임, 사이드월, 디바이더 및 위쪽 및 뒷면 플레이트는 S 자형 입구와 콘센트 다리가 있는 사각형 두 개의 과거 채널을 정의하는 데 도움이 됩니다. 모듈의 베이스가 회전 플랫폼에 연결됩니다.

실험 중, 스테인레스 스틸 호일 엔드 벽은 가열 플럭스를 생성하기 위해 전류를 수행한다. 구리 플레이트는 호일을 제자리에 고정하는 데 도움이됩니다. 공기 플레넘 챔버는 입구 다리의 중심선에서 약간 벗어난 베이스를 통해 가압 된 공기 흐름을 공급합니다.

마지막으로, 출구 다리에서 배기도 베이스를 통과합니다. 일단 조립되고 위치에 도달하면 노출된 호일 끝 벽은 회전의 주요 끝 벽입니다. 장착 된 테스트 모듈에서 열 방사율을 측정할 준비를하십시오.

적외선 카메라와 테스트 모듈 사이에 가열 호일이 걸려 있습니다. 가열을 위한 전기 적 연결을 확인합니다. 테스트 모듈에 가장 가까운 호일 측에 액세스합니다.

호일의 중심에 있는 측면에 보정된 열전대를 설치합니다. 다음으로 호일의 측면을 향한 카메라에 주의를 돌립니다. 검은 페인트의 얇은 층을 뿌려 열전대 맞은편에 이 면을 준비합니다.

이제 데이터 수집 중에 카메라를 가열 호일로 격리하는 인클로저를 사용합니다. 전기전력을 가열 호일에 공급하여 대칭 유동장을 생성합니다. 시스템이 정상 상태인 후 열전대및 적외선 서모그래피를 사용하여 온도를 측정합니다.

다른 히터 힘으로 측정을 반복합니다. 측정을 완료한 후 호일에서 열전대를 제거합니다. 열 전달 테스트를 준비하십시오.

여기에는 테스트 채널을 가압하기 위한 장비가 포함됩니다. 장비의 균형을 맞추기 위해 카운터밸런싱 중량을 조정할 준비를 하십시오. 먼저 회전 장비의 정적 밸런싱을 확인하거나 설정합니다.

일단 달성되면 로터는 설정된 각도 위치에 유지됩니다. 동적 균형을 위해 원하는 일정한 속도로 회전하는 리그를 시작합니다. 적외선 이미징을 시작하고 캡처된 이미지를 봅니다.

리그가 동적 균형에 있지 않을 때 측정에서 열화상이 안정적이지 않습니다. 동적 균형을 이루기 위해 카운터웨이트를 점진적으로 조정합니다. 동적 균형을 달성하면 실행 조건하에서 안정적인 열 이미지가 있을 것입니다.

회전 장비에서 테스트 모듈을 제거하고 벤치로 가져 가라. 다음 모듈 냉각수 채널에 액세스합니다. 이 경우 절연 섬유, 사용할 수있는 단열 재질이 있습니다.

절연으로 테스트 모듈에 냉각수 채널을 채웁니다. 여기서 채널은 프로토콜의 다음 단계에 대해 충분히 채워져 있습니다. 테스트 모듈을 다시 조립하고 장비에 다시 장착할 수 있습니다.

계측기 케이블의 모든 전원을 다시 연결합니다. 테스트 모듈을 회전 장비에 반환하고, 가열 전력을 적용하고, 측정 조건을 설정합니다. 시간이 지남에 따라 벽 온도를 모니터링, 일반적으로 3 시간 이상.

관심의 두 시간 지점의 온도는 열 이미지 아래에 플롯됩니다. 온도 변동이 0.3 켈빈 미만일 때 주변 온도와 히터 전력으로 벽을 기록합니다. 가열, 회전 속도 및 방향을 체계적으로 변경하면서 여러 측정을 합니다.

완료되면 다시 장비에 장착하기 전에 절연 재료를 제거하기 위해 벤치로 모듈을 다시 가져 가라. 다음으로, 테스트 모듈로 열 전달 테스트를 수행한다. 실험을 위해 개발된 스프레드시트를 시작합니다.

적절한 셀에서 테스트 모듈과 연결된 기하학적 매개변수를 정의합니다. 설정시 냉각수 흐름을 테스트 채널로 시작합니다. 스프레드시트에서 주변 및 유체 온도, 냉각수 질량 유량, 대기압 및 측정된 냉각수 정압에 대해 측정된 값을 입력합니다.

이 소프트웨어는 레이놀즈 번호를 계산하고 표시합니다. 원하는 레이놀즈 번호가 아닌 경우 절삭유량의 변동을 변경합니다. 그런 다음 측정된 매개 변수를 다시 입력하여 새 레이놀즈 번호를 찾습니다.

레이놀즈 번호가 설정되면 서모그래피 시스템을 활성화합니다. 다음으로, 온도가 설정하도록 가열 전력을 공급하고 조절합니다. 시간적 벽 온도 프로파일이 평평한지 확인하여 미리 정의된 값에서 온도가 정상 상태에 도달했는지 확인합니다.

스프레드시트에서 스캔된 영역 의 평균 벽 온도를 입력합니다. 또한 가열 전압 및 가열 전류를 입력합니다. 기준 테스트의 경우 조건이 설정되면 사후 처리를 위한 데이터를 저장합니다.

회전 열 전달 테스트의 경우 모터를 활성화하여 회전을 시작합니다. 샤프트의 회전 속도를 스프레드시트에 입력합니다. 소프트웨어는 현재 조건에 대한 회전 번호를 결정합니다.

대상 회전 번호를 얻기 위해 회전 속도를 조정합니다. 원하는 레이놀즈및 표기율을 일정한 상태로 달성하기 위해서는 절삭유량을 미세 조정해야 할 수도 있다. 회전 속도와 전력을 여러 번 가열합니다.

후처리를 위해 모든 회전 열 전달 데이터를 저장합니다. 실험 매개 변수의 다양한 값에 대한 데이터를 체계적으로 수집합니다. 다른 레이놀즈 숫자에서 절삭유 스트림을 가진 S 채널 테스트 모듈의 이러한 이미지에서 vortices에 의해 유도 된 원심 력으로 인해 Nusselt 숫자의 공간 변화가있다.

이러한 플롯은 S 채널 모듈의 선행 및 후행 단벽을 통해 영역 평균 열 전달 특성을 반영합니다. 부력 번호의 함수로서 정적 Nusselt 번호 비율로 회전하는 것은 최첨단 벽에 대한 아래에서 위로 이동합니다. 후행 가장자리 벽의 경우 비율은 하나 이하가 되지 않습니다.

고정 회전 수와 레이놀즈 번호가 다르기 때문에 정규화된 Nusselt 번호는 작은 범위에 따라 다릅니다. 채널 형식마다 동작이 다릅니다. 지정된 회전 수의 경우 부력제로 추정하면 선두 벽에 대한 부력이 사라지는 코리올리 스력으로 인한 열 전달 수준을 제공합니다.

후행 벽에 대해도 유사한 분석이 작동합니다. 다음은 서로 다른 채널 형상에 대한 회전 수의 함수로서 부력소멸시 정적 Nusselt 번호 비율로 회전의 변형입니다. 이 데이터는 코리올리스 의 힘이 영역의 평균 열 전달 특성에 미치는 영향을 선행 및 후행 가장자리 끝 벽의 것으로 나타났습니다.

이러한 데이터는 회전 채널의 열 전달 특성에 부력 번호가 회전 수에 따라 달라지는 영향을 보여줍니다. 따라서 이 방법은 주조 터빈 로터 블레이드 내부의 회전 채널의 냉각 성능에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 또한 리치 코어 모터의 미성숙한 냉각과 같은 다른 시스템에도 적용할 수 있습니다.

일반적으로, 회전 표면에서 열 전달 측정이 어렵기 때문에 이 방법 또는 사이클에 새로 온 개인은 어렵다. 일단 마스터되면 제대로 수행되면 이 기술을 100시간 안에 수행할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 냉각수 흐름 누출을 지속적으로 확인하는 것이 중요합니다.

개발 후, 이 기술은 주조 터빈 엔진 분야의 연구원들이 로터 블레이드의 전체 필드 Nusselt 번호 분포를 탐구할 수 있는 길을 열어줍니다. 이 비디오를 시청한 후에는 코리올리 폴드의 효과를 분리하고 터빈 로터 블레이드를 캐스팅하기 위해 회전 채널 및 응용 프로그램의 특성에 대한 전체 현장 에이전트에 부력을 회전시키는 방법을 잘 이해해야 합니다.