TY - JOUR ID - TI - The Effects of Inclination and Compounds Angles of Round Holes in Staggered Rows on Adiabatic Film Cooling Effectiveness of Vane Suction side تاثيرات زوايا الميل والدوران للثقوب الدائرية في الصفوف المتخالفة على كفاءة التبريد الغشائي لجانب السحب من ريش التوجيه الرئيسية في التوربين AU - Najdat N. Abdullah نجدت نشات عبد الله AU - Rashid Khalid Nsaif راشد خالد نصيف PY - 2016 VL - 22 IS - 6 SP - 100 EP - 116 JO - Journal of Engineering مجلة الهندسة SN - 17264073 25203339 AB - The aim of this work is oriented to increase film cooling effectiveness value through numerical investigations for flow of Mach number not more than 0.3 around vane surface, to find the effects of inclination and compounds angles of round holes in staggered rows on adiabatic film cooling effectiveness of vane suction side. Multi cylindrical film cooling hole cases were studied with pitch ratio P/d =2 and 3, local blowing ratios M=0.382, 0.77 and 1.14, inclination angles =30° and 45°, compound angles β= 0°, 15°, 30° and 45° and local momentum ratios I= 0.084, 0.34 and 0.756 for better cooling process. A numerical technique, using ANSYS-FLUENT version 14.5, was used to solve governing partial differential equations of mass, momentum (Navier Stokes equations) and energy conservations in three dimensions with a v^2-f turbulence model that involves the solution of the four transport equations. Based on the results of the numerical solution, the best film cooling configuration, blowing ratio, with the range of actual engine flow conditions, dimensions and vane geometry; density ratio 1.74 , temperature ratio 0.57 and blowing ratio M=0.382, 0.77 and 1.14 was obtained. The best case for inclination angle =30°, P/d=2 was at M=1.14 and β=0° for the total average effectiveness along 60L/d of surface suction side was 0.616, while the best case for inclination angle =45°, P/d=2 was at M=0.382 and β=30° for the total average effectiveness along 60L/d of surface suction side was 0.516.In addition, comparisons were performed with available other work, where the experimental total average effectiveness results of Dees et al., 2011 were in good agreements with the numerical results of current work with a maximum deviation of 9.9% at I=0.34 and 3.6% at I=0.75.

ان الهدف من هذه الدراسة هو زيادة كفاءة التبريد الغشائي من خلال دراسة نظرية لجريان هواء برقم ماخ لا يزيد عن 0.3 حول سطح الريشة لغرض الوصول الى تاثيرات زوايا الميل والدوران للثقوب الدائرية في الصفوف المتخالفة على كفاءة التبريد الغشائي لجانب السحب من ريش التوجيه الرئيسية في التوربين. تمت دراسة العديد من الحالات نظريا لثقوب تبريد اسطوانية بنسبة مسافة بين ثقبين الى قطر الثقب هي 2 و3 وبمعدل ضخ نسبة الى السرعة الموقعية للجريان الرئيسي هو 0.328 و 0.77 و 1.14 وبزاوية توجيه علوي °30 و°45 وزاوية توجيه جانبي 30°, 15°, 0° , 45° وبعزم ضخ 0.756, 0.34, 0.084 لافضل تبريد. باستخدام الحل العددي بواسطة البرنامج ANSYS-FLUENT version 14.5 تم حل المعادلات التفاضلية الجزئية بالاتجاهات الثلاثة للكتلة والعزم والمعروفه Navier Stokes equations بالاضافة لمعادلة الطاقة وباستخدام نموذج v^2-f للجريان المضطرب الذي يشمل اربع معادلات انتقال. بالاعتماد على نتائج الحل العددي والتي هي بظروف مشابهة لظروف المحرك التوربيني من الناحية النسبية نسبة كثافة 1.74, نسبة درجات حرارة 0.57, نسبة ضخ 0.77,0.382 1.14, تم الوصول الى أمثل: شكل وكمية الضخ. الحالة الامثل عندما تكون زاوية الميل =30° , P/d=2 هو عند and β=0° M=1.14 حيث المعدل الكلي لكفاءة التبريد لطول 60L/d من سطح السحب لريشة التوربين هو 0.616, بينما الحالة الامثل عندما تكون زاوية الميل =45° , P/d=2 هو عند M=0.382 and β=30° حيث المعدل الكلي لكفاءة التبريد لطول 60L/d من سطح السحب لريشة التوربين هو 0.516.تمت المقارنة مع بحوث متوفرة لاعمال أخرى حيث كانت النتائج العملية لمعدل التبريد الكلي للباحث Dees et al., 2011 متقاربة بشكل جيد مع النتائج العملية لهذه الدراسة وكانت اعلى نسبة للاختلاف بين العملين هو %9.9 عند نسبة عزم للضخ 0.34 و %3.6 عند نسبة عزم ضخ 0.75. ER -