Estudo Experimental do Efeito do Fluxo Giratório na Resfriamento de Filme Completo das Pás de Guia da Turbina

Resumo O uso de motores compactos reduz a distância entre o queimador e a turbina, levando à interação do fluxo giratório inhomogêneo remanescente na saída do queimador com o fluxo principal da cascata de pás da turbina. Consequentemente, os desenhos anteriores de resfriamento das pás da turbina podem ter dificuldades para atender aos requisitos de resfriamento em condições de fluxo giratório. Este estudo tem como objetivo investigar o impacto do fluxo giratório no resfriamento de filme completo das pás guias da turbina. A eficácia do resfriamento a filme (η) das pás da turbina sob duas condições de entrada e três razões de fluxo de massa foi medida utilizando a técnica de pintura sensível à pressão. Os furos de filme cilíndricos nas superfícies de sucção e pressão da pá foram substituídos por diferentes tipos de furos em forma de ventoinha inclinada (LBFS), e os furos cilíndricos na borda de ataque foram substituídos por furos de gota. Os resultados revelaram que o fluxo giratório altera o fluxo de saída do refrigerante dos furos de filme na superfície da pá, causando a deflexão do filme. Os furos de gota na borda de ataque reduziram o momento de saída do refrigerante e melhoraram η, em comparação com os furos cilíndricos. Além disso, LBFS demonstrou uma vantagem significativa na mitigação dos efeitos negativos do fluxo giratório. Especificamente, LBFS com largura de saída mais ampla mostraram ser mais adequados para o lado de pressão, enquanto nenhuma largura de saída adicional dos furos de filme de ar foi necessária para o lado de sucção.