4:1 종횡비를 갖는 가스터빈 블레이드 냉각 유로에서의 립-딤플 복합 냉각 특성 연구

Rib-Dimple Compound Cooling Techniques in a Gas Turbine Blade Cooling Channels with an Aspect ratio (4:1)

본 연구에서는 딤플이 설치된 유로, 립이 설치된 유로, 립과 딤플이 함께 설치된 유로에서의 열전달 성능을 천이액정법을 이용하여 측정하였다. 실험에 사용된 유로의 종횡비(W/H)는 4이고, 립의 높이는 6 mm, 립 간 거리(P/e)는 10, 립이 설치된 각도는 $60^{\circ}$이며, 딤플의 직경은 6 mm, 딤플 중심간 거리(s/D)는 1.2로 하였다. 레이놀즈 수는 30000-50000에 대해 실험을 수행하였다. 립이 설치된 유로에서는 경사 립에 의해 발생된 이차유동이 열전달 계수를 증가시켰고, 립과 딤플이 함께 설치된 유로에서는 립 사이에 설치된 딤플이 열전달 계수를 더욱 증가시켰다. 열전달계수는 립과 딤플이 복합 적용된 유로, 립이 적용된 유로, 딤플이 적용된 순으로 나타났고, 열성능계수도 립과 딤플이 복합 적용된 유로에서 크게 나타났다.

Heat transfer coefficients in a dimpled channel, a ribbed channel, and a rip-dimple compound channel were measured by the transient liquid crystal technique. The channel aspect ratio, the rib height, the rip pitch, and the rib angle were 4:1, 6 mm, 60 mm and $60^{\circ}$, respectively. The dimple diameter and the center-to-center distance were 6mm and 7.2 mm, respectively, and the Reynolds number range was 30,000-50,000. Results showed that the heat transfer coefficients were increased by the angled rib. For the dimple-rib compound cooling cases, the heat transfer coefficients were further augmented and the thermal performance factor for the case was the highest.