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Cuantificación de la Incertidumbre de los Efectos de Pequeñas Desviaciones en la Fabricación sobre el Enfriamiento por Película: Un Orificio en Forma de Ventilador

Autores: Shi, Wei; Chen, Pingting; Li, Xueying; Ren, Jing; Jiang, Hongde

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Cuantificación de la Incertidumbre de los Efectos de Pequeñas Desviaciones en la Fabricación sobre el Enfriamiento por Película: Un Orificio en Forma de Ventilador


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Agujeros de enfriamiento por película
Procesos de fabricación
Desviaciones geométricas
Efectividad de enfriamiento adiabático
Coeficiente de descarga
Campo de flujo en el agujero

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 15

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los agujeros de enfriamiento por película en la pala de las modernas turbinas de gas se han fabricado comúnmente mediante perforación láser, mecanizado por descarga eléctrica (EDM) y fabricación aditiva (AM) en los últimos años. Estos procesos de fabricación a menudo resultan en pequeñas desviaciones geométricas, como ángulos cónicos, bordes redondeados y desviaciones en el diámetro del agujero, lo que puede llevar a desviaciones en la distribución de los valores de efectividad de enfriamiento adiabático, el valor del coeficiente de descarga y la característica del campo de flujo en el agujero. El estudio actual empleó agujeros de enfriamiento por película en forma de abanico con valores de longitud a diámetro (L/D) iguales a 3.5 y seis para investigar los efectos de estas desviaciones de fabricación en la distribución de los valores, el valor del coeficiente de descarga y la característica del campo de flujo en el agujero. Se llevó a cabo un análisis de Cuantificación de Incertidumbre (UQ) utilizando el modelo de Expansión de Caos Polinómico (PCE) para cuantificar la incertidumbre en los valores de efectividad de enfriamiento adiabático y el coeficiente de descarga. También se calcularon las características estadísticas (valores medios, valores de desviación estándar y valores de Función de Densidad de Probabilidad (PDF)) de la efectividad de enfriamiento adiabático y el coeficiente de descarga. Los resultados muestran que las desviaciones del ángulo cónico no ejercen cambios visibles en el valor del coeficiente de descarga. Sin embargo, el valor disminuye en un 6.2% cuando el ángulo cónico cambia de 0 a 0.5 grados. La efectividad de enfriamiento adiabático promedio en el área disminuye en un 3.4%, mientras que el coeficiente de descarga aumenta en un 15.2% con la desviación del borde redondeado existente por sí sola. Sin embargo, el valor de desviación del coeficiente de descarga es del 7.6%, y el de la efectividad de enfriamiento adiabático es del 25.7% con la desviación del borde redondeado y la desviación del diámetro existentes.

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