가스터빈 블레이드 삼각 내부 냉각 유로 종횡비에 따른 열전달 특성 (Effect of Aspect Ratio on Heat Transfer of Triangular Internal Cooling Channel of Gas Turbine Blade)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 45권 / 3호 / 135 ~ 143페이지
· 저자명 : 최석민, 최승영, 박희승, 조형희

초록

본 연구에서는 가스터빈 블레이드 전단부의 삼각 내부 유로의 종횡비에 따른 유동 및 열전달 특성에 대하여 분석하였다. 종횡비 1:0.5, 1:1, 1:2의 세 가지 유로 형태를 수치해석을 통해 비교하였다. Re=10,000인 조건에서 해석을 수행하였다. 결과를 살펴보면 종횡비가 작은 유로에서 이차유동의 발생이 더 크게 나타나는 것을 확인하였다. 이로 인해 leading edge 부근에서 국소적으로 높은 열전달이 나타나는 것을 확인하였다. 하지만 종횡비 1:1의 유로에서 이차 와류와 요철에 의한 주유동의 열전달 강화 효과가 복합적으로 잘 나타나게 되어 평균적으로 높은 열전달 분포를 보이는 것을 확인하였다. 이로 인해 열성능계수도 가장 높게 나타나는 것을 확인하였다. 따라서 가스터빈 블레이드 전연부의 내부유로의 형태는 종횡비 1:1이 가장 적합하다고 판단된다.

영어초록

This study investigated the flow and heat transfer characteristics of the triangular internal passage of the leading edge of a gas turbine blade with respect to the aspect ratio. Aspect ratios of 1:0.5, 1:1, and 1:2 were compared using numerical simulations. The simulations were conducted under the condition of Re = 10,000. The results demonstrated that the 1:0.5 aspect ratio case exhibited higher strength of the secondary flow. Therefore, relatively high heat transfer distributions were observed near the leading edge region. However, the 1:1 aspect ratio case exhibited higher average heat transfer distributions owing to the complex effect of the main flow by the rib and secondary flow. Therefore, the thermal performance ratio is the highest at the 1:1 aspect ratio channel, and we conclude that the 1:1 aspect ratio is suitable for the internal passage of the blade leading edge.

참고자료

· 없음