セラミックスアブレ-ダブルシュラウドの開発に関する基礎的研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550171
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 熊田 雅弥 岐阜大学, 工学部, 教授 (30021603)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桧和田 宗彦 岐阜大学, 工学部, 助教授 (60021622)
• Keywords: ガスタ-ビン / アブレ-ダブルシュラウド / セラミック / 翼端隙間 / 翼端漏れ流れ / 熱伝達率 / 流入角度 / 部分負荷

Research Abstract

前年度の研究成果を総括し、熱伝達に対する負荷(加速および減速)の影響およびシュラウド表面上の速度を測定し、翼端隙間流れを含む流動特性を明確にし、局所熱伝達率との関連を明確にした。
1.シュラウド面上の局所熱伝達率は、ノズルから下流方向に単調に減少し、動翼対向部中央付近から増加に転じ、動翼後端付近で最大値を示す。その後減少するが、後端から1コ-ド長下流付近で再度上昇する。この傾向は、相対流入角(負荷)、翼端隙間、レイノルズ数(回転数)によらない。
2.動翼対向部の平均ヌセルト数は、レイノルズ数や負荷によらず、翼端隙間の増加に伴い減少する。相対翼端隙間が0.04より小さいとき、定常状態が最も小さく、加速状態が最大を示すが、減速状態の値は尤も変化する。0.04より大きい場合は、定常状態と減速状態の値はほぼ等しくなる。平均ヌセルト数は条件によらずレイノルズ数の0.8乗で整理される。
3.シュラウド面上の流速は、動翼対向部で全体的に加速される。また、動翼後端付近の翼直下で翼の背と腹の圧力差により激しく加速される(翼端隙間流れ:Leakage flow)。動翼に対する相対速度ベクトルによると、Leakage Flowは加速状態に移行するほど、翼形に対して法線方向に方向が変化する。翼間の面上の流れは、定常状態と減速状態では、翼間流れの様相を示すが、加速状態では翼を跨ぐ方向のベクトルとなる。
4.シュラウド面上の局所静圧分布は、動翼対向部で急激に低下しており、この領域は、局所熱伝達率が増加する領域および流速が加速される領域とよく一致している。特に平均流速分布と局所熱伝達率分布との対応は極めてよい。

Research Products

• [Publications] 熊田 雅弥: "ガスタ-ビンシュラウドの熱伝達に関する基礎的研究" 第17回ガスタ-ビン定期講演論文集. 25-31 (1989)
• [Publications] 熊田 雅弥: "ガスタ-ビンシュラウドの熱伝達特性" 第18回ガスタ-ビン定期講演会論文集. 59-65 (1990)
• [Publications] 熊田 雅弥: "ガスタ-ビンシュラウド面上の流動および伝熱特性" 第28回日本伝熱シンポジウム(1991.5)日本機械学会論文集.
• [Publications] Masaya Kumada: "Characteristics of Tip Leakage Flow and Local Heat Transfer coefficient on the Casing Wall Surface Opposite to Turbine Blade Row" 4th Int.Symposium on Transport Phenomena in Heat and Mass Transfer,1991.7 Sydney,Australia.