Abstract
摘 要 燃氣渦輪機為提高熱效率必須提高渦輪機的入口溫度，然而葉片都有其溫度限制，超過其溫度限制範圍將縮短渦輪葉片壽命，因此必須藉由外部冷卻來降低渦輪葉片本身溫度，以利在高溫環境下運作，所以，研發高性能的冷卻設計以降低高熱點溫度亦是迫切需要的。 本研究即在探討關於旋轉管流冷卻問題，其旋轉管道內流場及局部熱傳特性受主流場效應的影響、旋轉時衍生的科氏力影響以及結合離心力與管壁與冷卻流體溫差產生的離心浮力效應影響，致使流場特性更加複雜。 本實驗之條件乃藉由參數分析將雷諾數( ，Reynolds number)、旋轉數( ，Rotational number)、旋轉葛拉秀夫數( ，Rotational Grashof number)、旋轉浮力參數( ，Rotational Bouyancy parameter)及幾何參數控制與實際引擎範圍接近。測試段則設計成一蛇形四通道方形管道，對於冷卻氣流則利用壓縮機將空氣加壓並通過冰水機以降低其入口溫度，預期冷卻空氣流量不變下條件下，以增壓方式提高空氣密度，彌補實驗轉速Ω的不足；將流量控制在Re=20800、31200、41600及分別比較靜止與旋轉(轉速為250 rpm)下進行測試，量測管內壁溫前導壁(leading wall)、後隨壁(trailing wall)之局部熱傳係數，以提供燃氣渦輪機葉片設計之參考。