research centers


Search results: Found 7

Listing 1 - 7 of 7
Sort by

Article
The effect of using ramps with trench cylindrical holes on film cooling effectiveness
تأثير استخدام المنحدرات مع الشق القوسي المثقب على فعالية التبريد الغشائي

Authors: Falah F. Hatem --- Humam K. Jalghef --- Ahmed A. Imram
Journal: Wasit Journal of Engineering Sciences مجلة واسط للعلوم الهندسية ISSN: 23056932 Year: 2015 Volume: 3 Issue: 2 Pages: 15-27
Publisher: Wassit University جامعة واسط

Loading...
Loading...
Abstract

The effect of introducing ramp with a cylindrical slot hole on the film cooling effectiveness has been investigated experimentally and numerically. The film cooling effectiveness measurements are obtained experimentally. A test study was performed at a single mainstream with Reynolds number 76600 at three different coolant to mainstream blowing ratios 1.5, 2, and 3. Numerical simulation is introduced to primarily estimate the best ramp configurations and to predict the behavior of the transport phenomena in the region linked closely to the interaction between the coolant air injection and the hot air mainstram flow. The results showed that using ramps with trench cylindrical holes would enhanced the overall film cooling effectiveness by 83.33% compared with baseline model at blowing ratio of 1.5, also the best overall flim cooling effectevness was obtained at blowing ratio of 2 while it is reduced at blowing ratio of 3.

تم دراسة تأثير إدخال المنحدرات مع وجود شق أسطواني يحتوي على ثقوب على فعالية التبريد الغشائي عمليا ونظريا. يتم الحصول على قياسات فعالية التبريد الغشائي تجريبيا. وأجريت دراسة اختبار في التيار واحد من رقم رينولدز 76600 مع ثلاث سرع مختلفة للهواء البارد لتحقيق نسبة نفث ( 1.5 و 2 و 3( تقدم المحاكاة العددية مبدئيا" لتخمين أفضل التشكيلات للمنحدرات والتنبؤ بسلوك ظاهرة الانتقال في المنطقة القريبة جدا"من تداخل الهواء البارد المحقون مع المجرى الرئيسي للهواء الحار . أظهرت النتائج أن استخدام المنحدرات مع الشق القوسي لثقوب الاسطواني من شأنه تعزيز فعالية التبريد الغشائي بنسبة 83.33٪ مقارنة مع النموذج الأساسي لنسبة نفث 1.5 ,كذلك أفضل فعالية للتبريد الغشائي تم الحصول عليها عند نسبة نفث 2 في حين قلت فعالية التبريد عند نسبة نفث 3.

Keywords

Film Cooling --- Effectiveness --- Trench --- Ramp.


Article
Investigation Of Leading Edge Film Cooling Jets In A Cross Flow
دراسة التبريد الغشائي بالنفث لمقدمة حافة في جريان متعاكس

Authors: Muna S Kassim منى صباح --- K. J. M. Al-Khishali قتيبة الخشالي --- A. H. Yousif عاصم يوسف
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2011 Volume: 15 Issue: 2 Pages: 103-118
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

The thermal effect of the turbine blade film cooling and the penetration area of jets issuing at an angle into cross mainstream flow have been investigated numerically and experimentally. Experimental and numerical simulations have been introduced to simulate a discrete circle hole film cooling flow over a symmetrical airfoil representing turbine guide vanes surface. Several cases have been studied in the experimental work by using three-velocity ratio (0.5, 0.9, 1.3), and three different jet issuing angles, longitudinal injection angle (37.50 and 900) both with lateral injection angle (stagger angle = 00 and 450). Airfoil angle of attack has been changed during the experimental program throughout (00, 50, 100, and 150). Experimental investigations gave qualitative information about the penetration area and flow structure of the mixing flow at all cases and the results were used to verify the computation method and to select the best velocity ratios for the flow penetration, flow structure, and the thermal effect of cool jets. An accepted agreement between the experimental and computational results found from model (a)(β=37.50and θ= 00) for velocity ratio (VR= 0.5) and blade angle of attack (α= 00). Computational results show hole rows spacing and issuing angle for maximum film cooling effectiveness (cooling efficiency)

يتناول هذا البحث إجراء اختبار عددي وتجريبي للتأثير الحراري لغشاء التبريد لريشة التوربين الغازي ومنطقة الانتشار بين نفاثات هواء التبريد الذي يضخ بزاوية مع جريان الهواء الرئيسي. لقد تم محاكاة ألفتحه الدائرية لنفاثات التبريد عدديا" وتجريبيا" على مقطع ريشه تمثل سطح زعانف التوجيه للتوربين. لقد تم تجريبيا إجراء اختبارات لثلاث نسب جريان هي 0.5 , ,0.9 1.3وزاويتي نفث على امتداد الجريان هي 37.5 و 90 درجه وزاويتي نفث عرضيتين هي 0 و 45 درجه وأربعة زوايا هجوم لمقطع ألريشه هي 0 و 5 و 10 و 15 درجه . لقد أعطت التجارب معلومات قيمه لمنطقة الانتشار وهيكل جريان الخليط لكل الحالات وقد وجد توافق جيد ومقبول بين النتائج التجريبية ونتائج الحل العددي للنموذج (a)(β=37.50and θ= 00) لنسبة السرعة 0.5 وزاوية الهجوم صفر. نتائج الحل العددي بينت كذلك الفضائات المناسبة بين صفوف الفتحات وزاوية خروج النفاثات من الفتحات التي تعطي افضل تأثير لغشاء التبريد، اي افضل كفاءة تبريد.


Article
Film Cooling From Two Staggered Holes Rows of Opposite Injection Angles with Downstream Row Embedded In Arc Trench
التبریدالغشائي الناجم من صفي ثقوب متعرجة ذات فتحات نفث متعاكسة مع وضع الصف السفلي في شق قوسي

Authors: Assim H Yousif --- Humam Kareem Jalghaf
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2014 Volume: 32 Issue: 1 Part (A) Engineering Pages: 1-12
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

Experimental investigation of film cooling from two staggered rows holes,backward and forward; of opposite injection angles has been done. The forward holes row was embedded in arc trench. The aim of using arc trench is to enhance the poor mechanical properties of that in rectangular trench. The results of film cooling performance are given here in a form of adiabatic cooling film effectiveness and heattransfer coefficients. In the tests test warm air is blown through tunnel, and cold air through the plenum chamber. When the warm air flowed through the test section it heated the model downstream. Infrared camera is used to measure the model surface temperatures. The comparison with the same holes arrangements and same holes and trench dimensions between existing rectangular trench results and present arc trenchedshowed that the film cooling thermal performance for both cases are approximately very close with slight differences, these differences are more or less according to the values of blowing ratios.


Article
Effect of Coolant Jet Holes Direction on Film Cooling Performance
تأثير اتجاه فتحات البثق البارد على الاداء الحراري لغشاء التبريد

Authors: Assim H. Yousif,.Amer --- M. Al-Dabaghand --- Muwafag Sh. Alwan
Journal: University of Thi-Qar Journal for Engineering Sciences مجلة جامعة ذي قار للعلوم الهندسية ISSN: 26645564/26645572 Year: 2015 Volume: 6 Issue: 2 Pages: 65-79
Publisher: Thi-Qar University جامعة ذي قار

Loading...
Loading...
Abstract

The film cooling effectiveness and local heat transfer coefficient for coolant jet holes direction (orientation angle), have been investigated. Experimental investigations were done on a flat plate by using a single test transient IR thermograph technique. Evaluation of the cooling performance is obtained by estimated both film cooling effectiveness and heat flux ratios. Three models of coolant jet holes are investigated, each model consists of two rows of holes arranged in a staggered way with different orientation angles. Model (1) downstream row with acute angle and the upstream row with obtuse angle; model (2) both rows with obtuse angles, while model (3) both rows with acute angles. The holes diameter is 4mm, the longitudinal distance between the upstream and downstream rows (X/D) is 4D, and the span distance between two neighboring holes (S/D) is 3D. Three blowing ratios of (BR= 0.5, 1.0, and 1.5) were used in the investigation program. In order to predict the flow behavior numerically for the cases under investigation CFD code is introduced. The numerical investigation shows two large vortices, pair of counter rotating vortex and horseshoe vortices, both vortices have major effects on cooling performance. The experimental results showed that the film cooling effectiveness increases as blowing ratio increases for models (1 and 2), while decreases for model (3), and model (1) provide better performance than the others at high blowing ratios.


Article
Enhancement of Adiabatic Film Cooling Effectiveness by Using Conical Shape Hole
تحسین فعالیة تبرید الغشاء باستخدام فتحات مخروطیة الشكل

Loading...
Loading...
Abstract

Film cooling is one of the methods used to protect the surfaces exposed to hightemperatureflows, such as those exist in gas turbines. It involves the injection of coolant fluid (ata lower temperature than that of the main flow) to cover the surface to be protected. Thisinjection is through holes that can have various shapes; simple shapes, such as those with straightcylindrical or shaped holes (included many holes geometry, like conical holes). Thecomputational results show that immediately downstream of the hole exit, a horseshoe vortexstructure consisting of a pair of counter-rotating vortices is generated. This vortex generationaffected the distribution of film coolant over the surface being protected. The fluid dynamics ofthese vortices are dependent upon the shape of the film cooling hole, and blowing ratio, thereforethe film coolant coverage which determines the film cooling effectiveness distribution and alsohas an effect on the heat transfer coefficient distribution. Differences in horseshoe vortexstructures and in resultant effectiveness distributions are shown for cylindrical and conical holecases for blowing ratios of 0.5 and 1. The computational film cooling effectiveness valuesobtained are compared with the existing experimental results. The conical hole provides greatercenterline film cooling effectiveness immediately at the hole exit, and better lateral film coolantcoverage away of the hole exit. The conical jet hole enhanced the average streamwise adiabaticfilm cooling effectiveness by 11.11% and 123.2% at BR= 0.5 and 1.0, respectively, while in theaveraged lateral adiabatic in the spanwise direction, the film cooling effectiveness enhanced by61.75% and 192.6% at BR= 0.5 and 1.0, respectively

یعتبر تبرید الغشاء احد الطرق المستخدمة لحمایة السطوح التي تتعرض لدرجات ح ا ررة عالیة كتلك الموجودة فيالتوربینات الغازیة. هذه الطریقة عبارة عن نفث مائع التبرید لیكون غطاء یحمي السطح الم ا رد حمایته تتم عملیة نفث مائعالتبرید عن طریق ثقوب باشكال متعددة . نتائج استخدام الحل العددي بینت انه نتیجة لتداخل المائعین البارد والساخن تتكونcounter-rotating تحوي على زوج من الدوامات المتعاكسة horseshoe vortex دوامة تعرف بدوامة حدوة الحصانتؤثر على توزیع غشاء التبرید فوق السطح الم ا رد حمایته .ان عملیة تكون هذه الدوامات تعتمد على شكل الثقب vorticesالمستخدم لنفث المائع البارد وهذه بدورها تؤثر على توزیع فعالیة التبرید ومعامل انتقال الح ا ررة للسطح. تمت مقارنة النتائجالتحلیلة لفعالیة التبرید وشكل الدوامات لثقب اسطواني عند نسب نفخ ٠.٥ و ١ مع النتائج العملیة الموثقة سابقا، اذ تم مقارنةاداء شكل الثقب المخروطي مع الشكل الاسطواني ووجد ان الثقب المخروطي یعطي فعالیة اكبر على امتداد مركز الثقبوعرضیا باتجاه الباع. ان استخدام الثقوب المخروطیة یؤدي الى زیادة فعالیة التبرید الادیاباتي عند منطقة اسفل الثقب بنسبة١١.١١ % و 123.2 % لنسب نفخ ٠.٥ و ١ على التوالي، بینما كانت الزیادة في معدل فعالیة التبرید الادیاباتي على امتدادالباع بنسبة ٦١.٧٥ % و ١٩٢.٦ % لنسب نفخ ٠.٥ و ١ على التوالي.


Article
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

Authors: Najdat N. Abdullah نجدت نشات عبد الله --- Rashid Khalid Nsaif راشد خالد نصيف
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2016 Volume: 22 Issue: 6 Pages: 100-116
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

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.


Article
EXPERIMENTAL AND ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF FILM COOLING IN GAS TURBINE BLADE TECHNIQUE
التحديد التجريبي لفعالية تقنية التبريد الغشائي لريشة التوربين الغازي

Author: Hyder H. Balla حيدر حسن عبد بالة
Journal: Al-Qadisiyah Journal for Engineering Sciences مجلة القادسية للعلوم الهندسية ISSN: 19984456 Year: 2017 Volume: 10 Issue: 1 Pages: 103-121
Publisher: Al-Qadisiyah University جامعة القادسية

Loading...
Loading...
Abstract

This study employed the use of experimental data of film cooling effectiveness using corrugation film cooling hole. Effects of blowing ratio in conjunction with twisted angles (0°, 90°, 180°, 270° and 360°) were also investigated. Recently, the utilization a vortices in enhancing thermal transfers is becoming increasingly attractive as a result of its dual advantages including its surfaces that are extended, turbulent twisted holes as well as coarseness. Results of enhancement in the effectiveness ranging from 1.2–2.2 times those from conventional smooth film cooling holes with significantly increased coefficient of thermal transfer ranging from 1.50 to 2.70 times those of the conventional film cooling holes with smooth surfaces. Both the numerical and the experimental analysis of the effectiveness of film cooling were authenticated by results from pervious related studies. The authors found and concluded thus, effectiveness of twisted film cooling holes at rectangular spiral corrugation shape was higher in comparison to holes with cylindrical shape. The effectiveness of film cooling for the twisted holes were observed to be hugely influenced by inclination angle between the main and the secondary holes of the film cooling hole antivortex.

Listing 1 - 7 of 7
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (7)


Language

English (5)

Arabic and English (2)


Year
From To Submit

2017 (1)

2016 (1)

2015 (2)

2014 (1)

2013 (1)

More...