Efecto del agujero acampanado de dos cabezas en el rendimiento de enfriamiento por película sobre una placa plana
Autores: Le, Xuan-Truong; Nguyen, Duc-Anh; Dinh, Cong-Truong; Nguyen, Quang-Hai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Efecto del agujero acampanado de dos cabezas en el rendimiento de enfriamiento por película sobre una placa plana
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Enfriamiento por película
Palas de turbina
Agujero cilíndrico
Ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds
Modelo de turbulencia
Efectividad del enfriamiento por película
Licencia
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Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El enfriamiento por película se utiliza comúnmente en las palas de las turbinas para disminuir la temperatura del flujo de aire proveniente de la cámara de combustión que entra en contacto directo con las palas. Se examinó la forma de un agujero cilíndrico (CH) con variaciones geométricas en los puertos de entrada y salida utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds en 3D (RANS) con un modelo de turbulencia de transporte de tensión cortante (SST k -) para estudiar el efecto del agujero acampanado de dos cabezas en la efectividad del enfriamiento por película (FE) con alta precisión y un pequeño valor de y+. Para evaluar el efecto de los cambios, cada geometría del agujero se modificó una tras otra mientras que los otros parámetros se mantuvieron invariables en el valor de prueba (agujero cilíndrico). La efectividad del enfriamiento por película promediada lateralmente numéricamente () del caso CH fue validada y comparada con los datos experimentales. Los resultados de la simulación con el agujero acampanado de dos cabezas indicaron que la mayoría de estos cambios de forma aumentan la FE en comparación con el caso CH. En particular, la efectividad máxima del enfriamiento por película promediada espacialmente () con la forma del agujero expandida a lo largo de la dirección del flujo en el puerto de salida alcanzó el 60.787% en comparación con el caso CH.
Descripción
El enfriamiento por película se utiliza comúnmente en las palas de las turbinas para disminuir la temperatura del flujo de aire proveniente de la cámara de combustión que entra en contacto directo con las palas. Se examinó la forma de un agujero cilíndrico (CH) con variaciones geométricas en los puertos de entrada y salida utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds en 3D (RANS) con un modelo de turbulencia de transporte de tensión cortante (SST k -) para estudiar el efecto del agujero acampanado de dos cabezas en la efectividad del enfriamiento por película (FE) con alta precisión y un pequeño valor de y+. Para evaluar el efecto de los cambios, cada geometría del agujero se modificó una tras otra mientras que los otros parámetros se mantuvieron invariables en el valor de prueba (agujero cilíndrico). La efectividad del enfriamiento por película promediada lateralmente numéricamente () del caso CH fue validada y comparada con los datos experimentales. Los resultados de la simulación con el agujero acampanado de dos cabezas indicaron que la mayoría de estos cambios de forma aumentan la FE en comparación con el caso CH. En particular, la efectividad máxima del enfriamiento por película promediada espacialmente () con la forma del agujero expandida a lo largo de la dirección del flujo en el puerto de salida alcanzó el 60.787% en comparación con el caso CH.