Abstract
由於迄今為止旋轉之渦輪機葉片內冷卻流道熱流特性之相關文獻以熱傳結果為主,流力與壓力分佈結果相形之下幾乎從缺,原因為旋轉管流量測上之高困難度，本文乃以雷射都普勒測速儀(LDV)及壓力感測器分別量測渦輪機葉片內冷卻流道模型在旋轉狀況下之速度場與壁面上的靜壓分佈。實驗所使用的旋轉通道橫截面為方形,由一180度銳轉銜接一徑向外流與一徑向內流之管道組成。肋條被安置於迎風面(leading wall)和背風面(trailing wall)與主流之間的夾角為45度,肋條(ribs)的橫截面呈正方形,且肋條之間的排列呈平行排列,肋條高度與水力直徑比（H/DH）為0.136，肋條間距與肋條高度比（Pi/H）為10。幾何參數變化的為肋條排列的方式(對齊式/in-line與間格式/staggered)。流場參數方面,雷諾數固定為1.0×104，無因次旋轉數變化範圍為Ro=0~0.2，其相對應的轉速為0~660rpm,其中Ro=0.20已達實際渦輪機運轉範圍。結果呈現包括主流與橫截面二次流的發展特性,目前文獻中所缺乏的壓力係數分佈，區域平均之紐塞數(Region averaged Nusselt number) 、橫向平均速度、對流平均速度以及紊流動能間之相關性。本文之主要貢獻為首度發現空間週期全展主流場之條件並不存在於測試之旋轉通道(具肋條)中,此一發現推翻了長久以來從事此一領域CFD工作者之基本假設,今後的CFD研究學者勢必面臨更嚴峻的挑戰;另發現存在一臨界範圍之旋轉數0.15<Ro<0.20,大於此臨界範圍時科氏力對二次流之影響始能及於整個管道橫截面。此外,也發現在相同的操作條件下當以45度對齊式肋條取代90度對齊式肋條時將會減少60%的壓損，以45度間隔式肋條取代90度對齊式肋條時將會減少64%的壓損。在流力與熱傳相關性方面,首度成功的以紊流動能的分佈,二次流的衝擊效應以及主流的對流效應適當地解釋前人所發表的熱傳係數分佈。