مطالعه تجربی اثربخشی خنک کاری لایه ای با استفاده از طرح جدید جت های مرکب پیوسته برای روزنه های جت

عوامل متعددی از جمله شکل مقطع جت، نسبت دمش، نسبت چگالی، شدت آشفتگی جریان آزاد و ... بر اثربخشی خنک کاری لایه ای موثر هستند. در بین این عوامل، اثربخشی خنک کاری لایه ای شدیدا تحت تاثیر شکل مقطع روزنه جت می باشد. این هندسه باید به گونه ای طراحی شود که اندازه حرکت جت در راستای عمودی حداقل گردد و پوشش-دهی بهتری صورت پذیرد. در این تحقیق، عملکرد خنک کاری لایه ای هندسه جدید جت های مرکب پیوسته(گوشواره ای) به صورت تجربی با استفاده از روش دمانگاری مادون-قرمز بررسی شده است. آزمایش های انتقال حرارت حالت پایا در عدد رینولدز جت ۱۰۰۰۰ روی صفحه ی آزمون انجام شده است. زاویه محوری تزریق جت ها نسبت به سطح ۳۰ درجه در نظر گرفته شده است. اندازه گیری ها در سرعت جریان اصلی ۲۷ متر بر ثانیه و در چهار نسبت دمش ۰.۷ ,۰.۵ ,۰.۴و۰.۸ انجام شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که هندسه جت گوشواره ای، منجر به افزایش اثربخشی خنک کاری لایه ای در مقایسه با هندسه جت استوانه ای ساده می شود. نسبت دمش بهینه، ۰.۸ است و در نسبت دمش ۰.۴، کم ترین اثربخشی روی سطح حاصل می شود. ساختار جریان حاصل از طرح مذکور، اختلاط بین جریان اصلی و جت های خنک کننده را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. بنابراین، اثربخشی خنک کاری لایه ای بهبود می یابد و توزیع جانبی یکنواخت تری از لایه سیال خنک کننده روی سطح ایجاد می شود.

کلیدواژه ها:

Film cooling effectiveness ، Novel jet hole geometry ، Integrated compound (Earring) jets ، Experimental test ، Infrared thermography ، اثربخشی خنک کاری لایه ای ، هندسه جدید جت ، جت های مرکب پیوسته (گوشواره ای) ، آزمایش تجربی ، دمانگاری مادون قرمز