Experimental Study on the Heat Transfer Characteristics on a Film-Cooled Flat Plate - Effect of Injection Angle and Blowing Rate -

막냉각되는 평판에서의 열전달특성에 관한 실험적 연구

The effect of injection angle and blowing rate on a film-cooled flat plate has been investigated experimentally. Three cases of 90.deg. injection, 35.deg. streamwise injection and 35.deg. spanwise injection are employed. The naphthalene sublimation technique in used to obtain local mass transfer coefficients. Thus heat transfer coefficients are evaluated using heat-mass transfer analogy. Schlieren photographs are taken to visualize the trajectory of injection fluid by introducing carbon dioxide gas through injection tubes. The experiments indicate that due to the injection the heat transfer coefficients increase significantly in the neighborhood of the infection holes, so the design of film cooled component must be based on the heat transfer coefficient with injection as well as film cooling effectiveness.

본 연구에서는 막냉각되고 있는 수평평판에서 분사각도와 분사율의 변화가 열 전달계수에 미치는 영향을 주 연구대상으로 하였다. 열전달계수의 측정을 위하여 나 프탈렌 승화법을 이용하였고, 열전달 계수에 가장 큰 영향을 미치는 유동장에 대한 이 해를 위해 슐리렌 광학계를 이용한 유동의 가시화 실험을 수행하였다. 분사각도는 Fig.1에서와 같이 y축 방향으로의 수직분사(case 1), 유동방향(x축방향)dp eogo 35˚ 경사진 분사(case 2), 그리고 유동의 직각방향(Z축)dp eogo 35˚경사진 분사(case 3) 등 3가지의 경우에 대해 실험하였고, 분사율은 0.5, 1.0, 1.8로 변화시켰다.