가스터빈 블레이드 전연면 내부 유로 요철 형상에 따른 열전달 특성 연구 (Enhancement of Heat Transfer in the Leading Edge of Gas Turbine Blade with Various Rib Turbulators)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 44권 / 5호 / 281 ~ 288페이지
· 저자명 : 김진훈, 김정주, 방민호, 김태현, 박희승, 조형희

초록

끝이 둥근 형태의 삼각 유로에서 요철에 의한 열전달 특성을 확인하고, 열전달 향상 방안에 대하여 연구를 진행하였다. 채널 단면적은 정삼각형에 끝을 120° 각도로 필렛을 준 형태이며, 레이놀즈수는 30,000으로 고정하였다. 요철의 각도는 45°, 90°, 요철 높이와 수력 직경의 비(e/Dh)는 0.079, 요철 간 거리와 요철 높이의 비(p/e)는 8이다. 일반적인 삼각 채널과는 다르게 끝이 둥근 형태인 삼각 채널의 경우 전연면에서 요철에 의한 압력장 변화로 유동이 가속되면서 열전달이 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 압력장의 변화가 큰 수직 요철이 경사 요철에 비해 전연면 부근에서 열전달이 더 높게 나타났다. 또한 전연면의 열전달을 향상시키기 위하여 수직 요철 사이 핀을 추가한 경우와 수직 요철의 길이를 연장하였을 경우에 대해 연구하였으며, 열전달 성능 계수가 각각 4%, 9% 증가하였다.

영어초록

This study investigated heat transfer characteristics and improvement in a triangular channel with a rounded leading edge and rib turbulator. The channel cross section has a 120° fillet on the leading edge of the equilateral triangle. The Reynolds number based on hydraulic diameter is 30,000. The angles of the rib turbulator are 45° and 90°. The rib height to hydraulic diameter ratio is 0.079 and the rib pitch to height ratio is 8. In a triangular channel with a large curvature of leading edge, the changing pressure field caused by the rib turbulator accelerates the flow and increases heat transfer. The 90° rib showed higher heat transfer than 45° rib on the leading edge region. To further improve the heat transfer, the effect of a pin added between the ribs and rib length extension was studied. As a result, the thermal performance factor was enhanced by 4 % and 9 %, respectively.

참고자료

· 없음