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 ガスタービン翼内部および外部冷却技術に関する研究

 近年、地球温暖化ガス排出量を低減するため,ガスタービン入口温度上昇によるガスタービンサイクルの更なる高効率化が求められています. 

 現在タービン入口温度は1600℃が実現され,1700℃のガスタービンの開発が行われており,高温化に対する翼の耐久性を向上するため,翼外にはフィルム冷却,翼内にはインピンジメント冷却や対流冷却など高度な冷却技術が施されています.

 本研究室では,タービン翼内部冷却と外部冷却の研究を行っています.

 翼内部冷却(右図)では,傾斜リブタービュレータをガスタービン翼内部流路の壁面に設置し,最適化手法を用いて,損失が小さく,冷却効率が高いリブの配置や形状をコンピュータで計算して導出しています.

 翼外部冷却(左下図)では,様々な翼の形,二次流れを抑制する端壁フェンスや端壁コンタリング形状に合ったフィルム冷却孔の配置の最適化を行っています.

 どちらの場合も,熱伝達実験や油膜実験,スモークワイヤ法による可視化実験,PIV(粒子画像速度)計測により計算の検証を行っています.

タービン翼外部冷却.png
タービン翼内部冷却.png
タービン翼内部冷却2.png
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