Resumen

La refrigeración por película es vital para los álabes de las turbinas de gas para protegerlos de las altas temperaturas y, por tanto, de las altas tensiones térmicas. En el presente trabajo se investiga numéricamente la optimización de los parámetros de refrigeración de la película en una placa plana. Se estudia el efecto de los parámetros de refrigeración de la película, como la dirección de la velocidad de entrada, los ángulos de difusión lateral y frontal, la relación de soplado y el ángulo de la corriente, sobre la eficacia de la refrigeración, y se seleccionan los parámetros óptimos de refrigeración. La simulación numérica del flujo de refrigerante a través del sistema de agujeros de la placa plana se lleva a cabo utilizando el "paquete CFDRC" junto con el algoritmo de optimización "simplex" para maximizar la eficacia global de la refrigeración de la película. Se utiliza la técnica de volúmenes finitos no estructurados para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes estables, tridimensionales y compresibles. Los resultados se comparan con los datos numéricos y experimentales publicados de un agujero cilíndrico redondo-simple, y los resultados muestran una buena concordancia. Además, los resultados indican que la eficacia media de la refrigeración de la película en general aumenta al disminuir el ángulo de la corriente para una relación de soplado elevada y al aumentar los ángulos de difusión lateral y frontal. Se determina la geometría óptima del orificio de refrigeración en una placa plana. Además, se realizan simulaciones numéricas de la refrigeración de la película en un álabe de turbina real utilizando la geometría óptima del orificio de la placa plana.

• Materias:Automatización Reacciones químicas Minería de datos Fabricas - Automatización Control de procesos industriales Ingeniería aeroespacial
• Subjects:Automation Chemical reactions Data mining Factory - Automation Industrial process control Aerospace engineering
• Palabras claves:ángulo de difusión hacia delante, ángulo de corriente, simulación numérica, placa plana, parámetros de refrigeración de la película, volumen finito no estructurado, técnicas de volumen finito, efectos de la película, parámetros óptimos de refrigeración, álabe de turbina de gas
• Keywords:forward diffusion angle, streamwise angle, numerical simulation, flat plate, film cooling parameters, unstructured finite volume, finite volume techniques, effects of film, optimum cooling parameters, gas turbine blade