旋轉渦輪葉片散熱性能提升實驗研究

本計畫整合衝擊噴柱陣列(Year I)、S-型肋化蛇形流道(Year II)、抽氣式柱鰭陣列管道(III)，建構先進渦輪動葉冷卻系統，結合紅外線旋轉實驗與旋轉紊流數值研究，分析、探討各式旋轉流場之熱傳與壓損特性。本計畫所研究各式旋轉流場之複雜熱物理現象，均能開創熱傳研究領域，並於社會發展面提升高性能燃氣渦輪機動葉冷卻技術之發展基礎，培育渦輪設計人才，強化國防自主性、提升動機研發技術，對渦輪動力發展具深耕之影響。各年度研究之旋轉流場，分別參照渦輪動葉前緣、葉中、葉尾區域之幾何與實際運轉條件設計，均以理論參數分析為基礎，量化無因次統御參數：Re(雷諾數)、Ro(旋轉數)、Bu(離心浮力數)對各式流場熱傳係數分佈、壓損增益及熱傳遞效率所產生之個別及偶合效應。數值研究著重紊流模式之驗證，並開發渦輪動葉冷卻設計方法；整合實驗研究建置之熱傳、壓損數據庫及實驗公式，提供燃氣渦輪機動葉設計、研發運用。各年度之研究主題均未曾出現於公開文獻，研究成果均可發展成專利與學術論文，兼具學術與產業應用價值。