Turbine blade cooling by air using different methods

Joint Authors

Husayn, Najla A.
al-Tai, Arkan K.

Source

The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering

Issue

Vol. 11, Issue 2 (30 Jun. 2011)43 p.

Publisher

University of Babylon College of Engineering

Publication Date

2011-06-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

43

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract AR

إن حساب توزيع درجة الحرارة خلال ريشة التوربين مهم لتجنب الزيادة الفائقة في درجات الحرارة و التدرج الحراري للمعدن.

إن تنبؤ توزيع درجة الحرارة تحقق من خلال استخدام طريقة الفروقات الحدية و التي تم تطبيقها حل مشكلة أسلوب توليد الخلايا و أسلوب نقل الإحداثيات.

تم تطبيق معادلة انتقال الحرارة بالتوصيل ثنائية البعد, للحالة المستقرة للعقد الداخلية في شبكة الفروقات الحدية للحصول على توزيع درجات الحرارة بالحمل ألقسري في العقد السطحية (السطح الخارجي و السطح الداخلي).

تم حل المشكلة بمساعدة برنامج حاسبة و الذي قام بإيجاد توزيع درجات باستخدام طريقة (Gauss-Siedel).

في هذا البحث, ثلاثة حالات دراسية تم استخدامها للتحليل الحراري للريشة و الذي يتطلب وصف الشروط الحدودية الخارجية و الداخلية.

و أيضا وجدنا من النتائج التي حصلنا عليها بأن أفضل طريقة تبريد لريشة التوربين هي التي حصلنا عليها من الحالة الثالثة عندما تم تبريد الريشة باستخدام طريقة (impingement and film cooling).

و لقد وجدنا بأنه في الريشة المبردة بدون استخدام طريقة التبريد بالغشاء (film cooling method).

إن النتائج التي تم الحصول عليها من التحليل الحراري قورنت مع طريقة العناصر المحددة.

و قد أظهرت المقارنة تقارب كبير بين نتائج الفروقات الحدية و العناصر المحددة مع فرق قليل ممكن حسابه ليصل إلى (3.5 %) كأكبر قيمة و يقل هذا الفرق ليصل إلى (0 %) في معظم المناطق.

Abstract EN

The determination of temperature distribution within a turbine blade is important in regards to avoid excessive high metal temperatures and temperature gradients.

The prediction of temperature distribution was achieved through the use of the finite difference technique, developed to solve the problem with the transformation and grid generation techniques.

Steady-state two-dimensional conduction heat transfer equation was applied to the internal nodes in mesh to get the temperature distribution, where at the surface nodes (outer, inner), forced convection heat transfer equation was applied.

The solution of the problem was established using computer program, which serves to solve the equations by using Gauss-Siedel iterative method.

In the present study, three cases are used for thermal analyses of the blade, which requires the specification of external and internal boundary conditions.

It is also found from the results obtained that the best cooling method to the turbine blade have been obtained for the third case when the blade cooled by impingement and film cooling method.

It was found in the film cooled blade that the blade temperature decreases about (170 K) cooler than the blade cooled without the film cooling method.

The results of thermal analyses obtained were compared with the finite element results.

The comparison shows that the finite difference results give a good agreement with the finite element results with a small difference was calculated to be (3.5 %) as maximum value and it fall to (0%) in most regions.

American Psychological Association (APA)

al-Tai, Arkan K.& Husayn, Najla A.. 2011. Turbine blade cooling by air using different methods. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering،Vol. 11, no. 2.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321246

Modern Language Association (MLA)

al-Tai, Arkan K.& Husayn, Najla A.. Turbine blade cooling by air using different methods. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering Vol. 11, no. 2 (2011).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321246

American Medical Association (AMA)

al-Tai, Arkan K.& Husayn, Najla A.. Turbine blade cooling by air using different methods. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering. 2011. Vol. 11, no. 2.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321246

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices.

Record ID

BIM-321246