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

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

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.

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.