Üç geçişli bir kanalda ısı transferinin deneysel araştırılması

Gaz türbinleri uçaklarda ve helikopterlerde kullanılan önemli ekipmanlardan birisidir. Gaz türbinlerinin termal verimi ve çıkış gücünü iyileştirmek için yüksek sıcaklıkta (1150-1350°C) gazlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sıcaklıklar gaz türbin kanatlarında müsaade edilen metal sıcaklığının üzerindedir. Bu nedenle gaz türbinlerinin herhangi bir arızaya sebep vermemesi için soğutulması gerekmektedir. Özellikle birincil kanatlar daha yüksek sıcaklıklara maruz kaldıkları için kanat içinde özel soğutma geometrileri tasarımları ve soğutma teknikleri kullanılmaktadır. Bu teknikler içten soğutma, türbülatör soğutma ve yüzeyde hava filmi meydana getirme ve çarpmalı jetle soğutma teknikleridir. Soğutucu akışkan olarak kompresörde üretilen havanın yaklaşık %20'si kullanılmaktadır. Alınan bu hava önce iç kanallara, daha sonrada kanat yüzeyi üzerine ve bir kısmı ise kanat uç kısmına gönderilerek soğutma gerçekleştirilir. Gaz türbini ve soğutulması ile ilgili ayrıntılı bilgiler bölüm 3.'te yer almaktadır. Bu çalışmada 3 geçişli bir kanat modeli üzerinde kare ve dairesel deliklerin olduğu 2 geçiş parçası ( tümünde 2 sıra olmak üzere, dairesel delikli, kare delikli, dairesel daralan delikli ve kare daralan delikli) kullanılarak, 4 farklı Reynolds sayısı için deneysel olarak sıvı kristal termografisi metoduyla kanal yüzeyindeki ısı geçiş katsayısı değişimi araştırılmıştır. Bölüm 4.'te deney modeli ile ilgili ayrıntılar anlatılmaktadır. Elde edilen sonuçlar geçiş parçası geometrisine bağlı olarak, Reynolds sayısının etkisi, kanal içindeki hız dağılımı ve ısı geçiş katsayısı dağılımları gösterilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda dairesel ve kare delikli geçiş parçaları kıyaslandığında 20 m3/h, 30 m3/h debide yapılan deneylerde kare delikli geçiş parçasının kullanıldığı üç geçişli kanalda meydana gelen ısı geçişinin daha yüksek olmasına rağmen dairesel delikli geçiş parçasının kullanıldığı kanalda ısı geçişinin daha homojen olduğu tespit edilmiştir. 40 m3/h ve 50 m3/h değerlerinde yapılan deneylerde dairesel geçiş parçasının kullanıldığı kanalda daha yüksek ısı transferi katsayısı ve daha homojen bir ısı geçiş dağılımının olduğu gözlemlenmiştir. Bölüm 5.'te deney sonuçları ve deney sonucunda elde edilen verilerin karşılaştırılması açık bir şekilde verilmiştir.