Measurement of the Film Cooling Effectiveness on a Flat Plate using Pressure Sensitive Paint

압력감응 페인트를 이용한 평판에서의 막냉각 계수 측정

Various cooling techniques have been applied to the gas turbine blade in order to reduce heat load to the blade. On the blade surface, film cooling method is used and the accurate information of film cooling effectiveness should be evaluated in order to predict the exact temperature distribution in the blade. In this study, pressure sensitive paint (PSP) was used to measure the film cooling effectiveness on a flat plate. Results showed that PSP technique successfully evaluated the distribution of film cooling effectiveness. Three blowing ratios of 0.5, 1, and 2 were tested and the film cooling effectiveness near holes decreased as the blowing ratio increased, however, increased far downstream from the holes.

고온 환경에서 작동하는 가스터빈 블레이드의 열부하 감소를 위해 다양한 냉각법이 적용되고 있다. 블레이드 외부에서는 작은 홀을 통해 저온의 냉각유체를 분사시키는 막냉각법이 사용되는데, 블레이드 내부의 정확한 온도 예측을 위해서는 작동 조건과 위치에 따른 막냉각 효율을 정확히 산출하여야 한다. 본 연구에서는 압력에 따라 반사되는 빛의 강도를 달리하는 압력감응페인트를 이용하여 평판에서의 막냉각 효율을 측정하였다. 그 결과, 압력감응페인트를 이용한 막냉각 계수 측정법은 상세한 막냉각 계수의 분포를 측정 가능케 하였다. 0.5, 1, 2의 세 가지 분사비가 실험에 적용되었고, 분사비가 커질수록 막냉각 홀 근처의 막냉각 계수는 감소하였지만 하류의 막냉각 계수는 증가하였다.