Artigo de método

Força de Coriolis desacopladas e efeitos de flutuabilidade rotativa em campo-total de calor transferir Propriedades de um canal de rotação

DOI:

10.3791/57630

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5 de outubro de 2018

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

Neste artigo

Resumo

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Aqui, apresentamos um método experimental para dissociar a força de Coriolis interdependente e efeitos de rotação-flutuabilidade em distribuições de transferência de calor de campo integral de um canal de rotação.

Resumo

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Propõe-se um método experimental para explorar as características de transferência de calor de um canal axialmente giratório. Os parâmetros de fluxo Directivo que caracterizam os fenômenos de transporte em um canal de rotação são identificados através da análise paramétrica das equações do momentum e energia, referindo-se a um quadro de referência rotativo. Com base nestas equações de fluxo adimensional, uma estratégia experimental que vincula o design do módulo de teste, o programa experimental e a análise dos dados é formulado com a tentativa de revelar a força de Coriolis isolada e efeitos de flutuabilidade no calor performances de transferência. Os efeitos da força de Coriolis e flutuabilidade de giro são ilustrados usando os resultados seletivos medidos de canais com várias geometrias de giro. Enquanto a força de Coriolis e impactos rotativos-flutuabilidade compartilham várias características comuns entre os vários canais rotativos, as assinaturas de transferência de calor única são encontradas em associação com a direção do fluxo, a forma de canal e o arranjo de calor dispositivos de aprimoramento de transferência. Independentemente das configurações de fluxo dos canais rotativos, o método experimental apresentado permite o desenvolvimento de correlações de transferência de calor fisicamente consistentes que permitem a avaliação da força de Coriolis isolada e interdependente e efeitos de rotação-flutuabilidade no calor transferem Propriedades de rotação de canais.

Introdução

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Enquanto as leis termodinâmicas ditam o poder específico melhorada e a eficiência térmica de um motor de turbina a gás por elevar a temperatura de entrada da turbina, vários componentes do motor quente, tais como lâminas de turbina, são propensos a danos térmicos. Resfriamento interno de uma lâmina de rotor da turbina de gás permite uma temperatura de entrada da turbina superiores aos limites de temperatura da resistência do material da lâmina fluência. No entanto, as configurações dos canais de refrigeração internos devem respeitar o perfil da lâmina. Em particular, o refrigerante gira dentro da lâmina de rotor. Com tais condições adversas térmicas para uma execução ....

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Protocolo

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Nota: Os detalhes de rotação de laboratórios, aquisição de dados, processamento de dados e o módulo de teste de transferência de calor emulando um canal interno de resfriamento de uma lâmina de rotor da turbina de gás estão em nossos anteriores trabalhos29,30,31 ,32.

1. preparação dos testes de transferência de calor

  1. Formular as condições experimentais em termos de Re, Ro e Bu das condições de operação alvo de uma lâmina de rotor de turbina a gás.
  2. Determine o N

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Resultados

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Condições de funcionamento realistas para os fluxos de líquido de arrefecimento interno dentro de uma lâmina de turbina a gás rotativa em termos de Re, Ro e Bu são comparadas com as condições de laboratório emulado na Figura 1. Os pontos de dados cair nas condições motor realista usando o método experimental presente resumido em protocolos11,14,17,

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Discussão

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Enquanto as temperaturas endwall de um canal de rotação são detectadas por um sistema de termografia infravermelha, as temperaturas fluidas são medidas por termopares. Como o campo magnético alternativo de um motor AC que impulsiona um equipamento rotativo induz potenciais elétricos para interferir com as medições de termopar, o motor DC deve ser adoptado para conduzir um ensaio de máquina rotativa.

A distribuição de temperatura do fluido sobre o plano de saída de um canal de aquecimento não é.......

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Divulgações

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Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

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O presente trabalho de pesquisa foi financeiramente patrocinado pelo Ministério da ciência e tecnologia de Taiwan sob a concessão NSC 94-2611-E-022-001, NSC 95-2221-E-022-018, NSC 96-2221-E-022-015MY3 e 97-2221-E-022-013-MY3 de NSC.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Equipamento de teste rotativoFeitoProjeto por este grupo de pesquisa
Módulo de teste de transferência de calorProjeto internopor este grupo de pesquisa
Medidor de fluxo de massaEldride Product, Inc.3100301-01-01
359-1007
Sistema de termografia infravermelhaNEC P384A-83100401-04
3127A-4
Anel deslizante de instrumentaçãoMichigan Scientific SR36M3100506-62
3553-372
internamente

Referências

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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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