報告書番号

H08007

タイトル（和文）

実機使用後ガスタービン動翼の表面粗さ計測および粗さが及ぼす翼外面温度上昇の試算

タイトル（英文）

Measurment of Surface Roughness on Disposed Gas Turbine Blade and Estimation of its Effect on Temperature Elevation

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

複合発電設備の主機であるガスタービン翼は，高温の燃焼ガス流中で使用されるために経年劣化が速く，保守コストが高価であることから，より一層の保守合理化が望まれている．ガスタービン翼の経年劣化は熱応力が支配的であり，正確な耐久性を評価するためには，伝熱特性を把握することが重要である．一方，ガスタービン翼の表面粗さは伝熱に影響を及ぼす経年劣化因子の１つと考えられているが，これまでに実機翼における表面粗さの実体や，それが熱伝達および温度分布に与える影響については未だ十分に明らかにされていない．そこで，本報告では，レーザー変位センサーとXYアクチュエーターを組み合わせた表面形状計測システムを構築し，実機で使用されたガスタービン翼に適用した．計測された表面粗さと既存の相関式を用いて平滑面からの熱伝達率上昇(St/St0)および翼外面温度上昇（ΔT)を試算した結果，粗さ分布に応じて，いずれも平滑面からの上昇が見積もられた．特に，翼背上流側ではSt/St0～1.6, ΔT>100K と顕著な上昇が見積もられた．

概要 （英文）

Due to harsh operating environment with high temperature, gas turbine blade surfaces experience significant degradation through out operation hours. This elevation of surface roughness will exert influence on heat transfer of turbine blade. However, there has been very limited number of reports describing surface roughness of the actual turbines and their effects on heat transfer. Here, we constructed a surface-profile measurement system, which consists of a laser displacement sensor and an x-y actuator, and applied to an actual turbine blade used in an electric power plant. Using the measured roughness and the previously reported correlation equations, increase of normalized Stanton number St/St0 and blade temperature delta_T compared with a smooth plate were estimated. The results show that an obvious increasing trends in both St/St0 (-1.6) and delta_T(>100 K)are observed around the leading edge of the suction side.

報告者

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