view in publisher's site

Effect of cooling hole configurations on combustion and heat transfer in an aero-engine combustor

Highlights•The combustion and cooling performance of an aero-engine combustor is studied;•Four types of holes are introduced to reduce the thermal load of TBCs in combustor;•Fan-shaped holes result in the highest peak gas temperature and NOx emission;•The cooling effectiveness of console hole is the highest.AbstractA fluid-structure interaction model is developed to investigate the combustion and cooling performance of an aero-engine combustor. Cylindrical holes, conical holes, fan-shaped holes and console holes are introduced to reduce the thermal load of thermal barrier coatings (TBCs) in combustor, respectively. To reduce the coolant consumption, the number of film cooling holes in the first and second row at outer liner is decreased by 20% for comparison. The adoption of the four types holes leads to following results: the peak gas temperature increases from 2459.36 K to 2473.39 K, 2485.76 K, 2491.15 K, and 2464.57 K; the NOx emission increases from 3.2306 g/kg to 3.4762 g/kg, 3.5197 g/kg, 3.5341 g/kg and 3.3494 g/kg; the peak working temperature of TBCs decreases by 149.01 K, 208.12 K, 248.64 K and 257.78 K respectively. Fan-shaped holes have the highest coolant discharge coefficient and correspond to the highest peak gas temperature and NOx emission. The decrease of cooling hole number has very slight effect on TBCs peak working temperature, while it will reduce the peak gas temperature and the NOx emission in the meanwhile. The cooling effectiveness of the console hole is the highest followed by the fan-shaped hole and the conical hole.

تاثیر پیکربندی‌های حفره خنک کاری بر احتراق و انتقال حرارت در یک محفظه احتراق موتور هواپیما

نکات برجسته * عملکرد احتراق و خنک سازی یک محفظه احتراق موتور هواپیما مورد مطالعه قرار گرفته‌است؛ * چهار نوع سوراخ برای کاهش بار حرارتی TCs در محفظه احتراق معرفی شده‌اند؛ * حفره‌های شکل فن منجر به بالاترین دمای اوج گاز و نشر NOx می‌شوند؛ * اثربخشی خنک سازی حفره کنسول، بالاترین میزان می‌باشد. حفره‌های سایه‌دار، حفره‌های مخروطی، حفره‌های فن شکل و حفره‌های کنسول به ترتیب برای کاهش بار حرارتی پوشش‌های سد حرارتی (TBCs)در محفظه احتراق معرفی شده‌اند. برای کاهش مصرف خنک‌کننده، تعداد سوراخ‌های خنک کننده فیلم در ردیف اول و دوم در لایه خارجی برای مقایسه تا ۲۰ % کاهش می‌یابد. استفاده از چهار نوع حفره منجر به نتایج زیر می‌شود: دمای اوج گاز از ۲۴۵۹.۳۶ K به ۲۴۷۳.۳۹ K، ۲۴۸۵.۷۶ K، ۲۴۹۱.۱۵ K و ۲۴۶۴.۵۷ K افزایش می‌یابد؛ انتشار NOx از ۳.۲۳۰۶ g / kg به ۳.۴۷۶۲ g / kg، ۳.۵۱۹۷ g / kg، ۳.۵۳۴۱ g / kg و ۳.۳۴۹۴ K / kg افزایش می‌یابد؛ دمای اوج کار T۲۴۸.۰۱ K کاهش می‌یابد. سوراخ‌های Fan شکل بالاترین ضریب تخلیه خنک‌کننده را دارند و مربوط به بالاترین دمای اوج گاز و نشر NOx هستند. کاهش عدد حفره خنک‌سازی تاثیر بسیار کمی بر دمای کاری پیک TBCs دارد، در حالی که دمای اوج گاز و انتشار NOx را در این میان کاهش می‌دهد. کارایی خنک کنندگی سوراخ کنسول بیش‌ترین است و پس از آن سوراخ فن شکل و سوراخ مخروطی قرار دارند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Energy Engineering and Power Technology
  • ترجمه مقاله Energy Engineering and Power Technology
  • مقاله مهندسی انرژی و فن‌آوری قدرت
  • ترجمه مقاله مهندسی انرژی و فن‌آوری قدرت
  • مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • ترجمه مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • ترجمه مقاله مهندسی صنایع و ساخت
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.