高効率ガスタービン翼面のフィルム冷却法の最適化

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本研究では,高効率ガスタービン翼に利用するフィルム冷却孔の形状,フィルム流の流出角度などをパラメータとして最適のフィルム冷却孔形状を調べた.本研究のプロセスとその成果を以下に略記する.1.モデル翼を最も簡単な翼形状の平板翼とし,この平板翼をベ-クライトあるいはアクリル樹脂で作成し,円孔あるいは楕円孔をフィルム冷却孔とした.実験はガスタービン実機とは逆に,常温の主流と高温のフィルム流とし,翼面を加熱する方式を採用した.また,最適のフィルム流の流出角度を推定する水流による可視化実験ではこの値は30-90度の範囲で変化させたが,その結果を踏まえて空気流による実験ではこの角度を30度一定とした.2.供試翼表面の熱伝達率の測定には熱電対ならびに感温液晶膜を使用した.この感温液晶膜の温度分布(翼表面の局所熱伝達率)については,その画像をCCDカメラでディジタル化して解析を行った.3.フィルム流と主流の干渉状況を熱電対を多点に配置した温度プローブによって測定し,その結果をコンピュータ処理してフィルム流と主流の干渉状況を明らかにした.以上の結果、フィルム孔形状として通常利用されている円形断面孔よりも楕円形断面孔が優れていること,その流出角度は30度程度が妥当であること等が明らかにされた.