가스터빈의 연소기 냉각을 위한 이중벽 냉각 구조에서 유출 구멍의 복합각도 변경에 따른 냉각 성능 변화에 대한 수치해석적 연구

권화빈; 박희성

doi:10.6112/kscfe.2022.27.4.121

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권화빈 (국립창원대학교) 박희성 (국립창원대학교)

저널정보: 한국전산유체공학회 한국전산유체공학회지 한국전산유체공학회지 제27권 제4호

발행연도: 2022.12

수록면: 121 - 128 (8page)

DOI: 10.6112/kscfe.2022.27.4.121

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2022

가스터빈의 연소기 냉각을 위한 이중벽 냉각 구조에서 유출 구멍의 복합각도 변경에 따른 냉각 성능 변화에 대한 수치해석적 연구

권화빈 , 박희성 한국전산유체공학회지 2022.12 학술저널

2021

연소기 냉각을 위한 이중벽 냉각 구조에서 effusion hole의 방향각 변화에 따른 냉각 성능 및 유동 특성에 관한 수치해석적 연구

권화빈 , Phillip M. Lig , ani 외 2명 대한기계학회 춘추학술대회 2021.11 학술대회자료

2020

Effusion hole의 compound angle 변화에 따른 이중벽 냉각의 열전달 특성 변화에 관한 수치해석적 연구

권화빈 , Sneha Reddy Vanga , Phil Lig 외 2명 대한기계학회 춘추학술대회 2020.12 학술대회자료

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For the cooling of the combustor liner, this investigation considers a double-wall cooling structure in which the compound angle and orientation angle of the effusion hole are 30° and ±30°. respectively. Also, to analyze the effect of orientation angle, data for comparison in a simple angle configuration with an orientation angle of 0° is provided. In this study, the heat transfer and flow characteristics of the double wall cooling structure by the change in orientation angle were numerically analyzed. The results of the numerical simulations was obtained using ANSYS FLUENT V 21.1 numerical codes with a shear stress transfer k-ω turbulence model. Data are provided for main flow Reynolds numbers from 142,000 to 149,000. and overall blowing ratios from 5.5 to 7.4. The use of compound and orientation angle arrangements inhibits the formation of horseshoe-shaped vortices,
resulting in asymmetry of the counter rotating vortex. As a result, the lift-off of the coolant injected from the effusion holes is suppressed from the effusion cooling plate. When orientation angle is changed from 0° to ± 30°, the area-averaged film cooling effectiveness and area-averaged heat transfer coefficient increase by 7.7% and 12.4% overall, respectively. The skewed and non-symmetric shape of the horseshoe-shaped vortex is also increased by the use of orientation angle arrangement, which also provide localized improvements in surface thermal protection.

#전산유체역학(CFD) #이중벽 냉각(Double wall cooling) #가스터빈 냉각(Gas turbine cooling) #분사 냉각(Effusion cooling) #충돌 냉각(Impingement cooling)

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2016. Deng, S., Wang, X., Tan, H., Mikulčić, H., Yang, F., Li, Z. and Duić, N., "Thermogravimetric study on the Co-combustion characteristics of oily sludge with plant biomass," Thermochimica Acta, Vol.633, pp.69-76.

2021. Wang, J., Hu, Z., Du, C., Tian, L. and Baleta, J., "Numerical study of effusion cooling of a gas turbine combustor liner," Fuel, Vol.294, p.120578.

1983. Jones, W.P. and Toral, H., "Temperature and composition measurements in a research gas turbine combustion chamber," Combustion Science and Technology, Vol.31, No.5-6, pp.249-275.

1988. Andrews, G.E., Asere, A.A., Hussain, C.I., Mkpadi, M.C. and Nazari, A., "Impingement/effusion cooling: overall wall heat transfer," Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air, Vol.79214, p.V004T09A036.

1990. al Dabagh, A.M., Andrews, G.E., Abdul Husain, R.A.A., Husain, C.I., Nazari, A. and Wu, J., "Impingement/effusion cooling: the influence of the number of impingement holes and pressure loss on the heat transfer coefficient," Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air, Vol.79160, p.V004T08A022.

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