Resumen

Este estudio presenta una investigación experimental y numérica de las características tridimensionales de transferencia de calor en un álabe de turbina. Se instaló un montaje experimental con una turbina en cascada de cinco canales de álabes. Se realizaron mediciones de la transferencia de calor de los álabes en el canal central bajo condiciones de contorno de flujo de calor uniforme. Se suministró calor a los álabes mediante veintinueve cintas calefactoras eléctricas cementadas verticalmente en la superficie exterior de los álabes. Se obtuvieron distribuciones del coeficiente de transferencia de calor en tres niveles a través de la altura de los álabes midiendo la distribución de la temperatura superficial mediante termopares. Para comprender las características de la transferencia de calor, también se midieron las distribuciones de la presión estática en la superficie del álabe. También se realizó una investigación numérica para ampliar la investigación a lugares distintos de los medidos experimentalmente. Se obtuvo un flujo turbulento no isotérmico tridimensional resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds y la ecuación de la energía. Se empleó el modelo k-ω de transporte del esfuerzo cortante para representar el flujo turbulento. A través de este estudio se descubrió que el flujo secundario generado por la desviación del flujo aumenta el coeficiente de transferencia de calor en la superficie de succión del álabe. Las líneas de separación con altos coeficientes de transferencia de calor se predijeron numéricamente con un buen acuerdo con las mediciones experimentales.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Turbinas hidráulicas Motores (Mecánica) Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Hydraulic turbines Engines Turbomachine
• Palabras claves:coeficiente de transferencia de calor, flujo turbulento, mediciones de transferencia de calor en álabes, características dimensionales de transferencia de calor, coeficientes elevados de transferencia de calor, transporte de esfuerzo cortante k, condiciones de contorno de flujo de calor uniforme, superficie de succión del álabe, cintas calefactoras eléctricas, características de transferencia de calor
• Keywords:heat transfer coefficient, turbulent flow, blade heat transfer measurements, dimensional heat transfer characteristics, high heat transfer coefficients, shear stress transport k, uniform heat flux boundary conditions, blade suction surface, electric heating strips, heat transfer characteristics