Verimli ısı aktarım yüzeyleri kullanarak gaz türbini kanadının hücum kenarının iç soğutmasının hesaplamalı çalışması

Gaz türbin kanatları, çok yüksek ısıl ve merkezkaç kuvvetlere maruz kalmalarından dolayı, daha çok güç çıkışı ve performans elde etme kapsamında günümüzde üzerinde en çok durulan araştırma konularından biridir. Bu sayısal çalışmada bir gaz türbininin iç soğutma pasajı olarak modellenen bir üçgen kanalın yüzeylerine yerleştirilen 3-boyutlu kanatçıklar çevresinde meydana gelen akım ve ısıl alan etkileri ayrıntılı bir şekilde araştırışmış, en iyi kanatçık tipi, bu kanatçıklar arasında akım yönündeki en iyi uzaklık, ve kanatçıklar ile kanal tabanı arasındaki akıma dik yöndeki en iyi uzaklık parametreleri, optimum ısıl ve hidrolik performansın elde edilmesi kapsamında belirlenmiştir. Araştırılan kanatçık tipleri kanal içerisine CFU-CFU, CFD-CFD, CFU-CFD ve CFD-CFU olarak isimlendirilen değişik konfigürasyonlarda periyodik olarak yerleştirilmiştir. Araştırma, Reynolds sayısının 20,000, giriş ve yüzey sıcaklıklarının sırasıyla 20°C ve 1760°C ve dönme sayısının 0.488 değerleri için gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak en iyi soğutma performansının; CFD-CFU tipi kanatçık ile, kanatçıklar arasındaki akım yönündeki uzaklığın kanatçık boyunun yarısı olması durumunda ve kanatçıklar ile kanalın tabanı arasındaki akıma dik yöndeki mesafenin CFD tipi kanatçık için kanatçık uzunluğunun 0.0222 katı, CFU tipi kanatçık için kanatçık uzunluğunun 0.22 katı koşullarında sağlandığı belirlenmiştir.