報告書番号

W00006

タイトル（和文）

1300℃級ガスタービン初段動翼内部冷却の熱流動解析 -第1報 直交リブ付き直管流路における高レイノルズ数場の解析-

タイトル（英文）

Numerical analysis of heat transfer of inner cooling passage for 1st stage rotor blade of 1300℃ class gas turbine -1st report, Analysis of ribbed channel flow in high Reynolds number-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

1300℃級初段動翼の温度解析ツールに採用する内部冷却モデルを選定するため、翼内部冷却構造を単純化した、片面加熱リブ付き直管流路を対象に、実機動翼の内部冷却空気流路で想定される高速の流れ場で検討を行い、以下に示す通り、LESの優位性を示す結果が得られた。・LESによる解析結果は実験結果と良く合致し、中でもDynamicモデルによる解が、より実験値に近かった。一方、k-εモデルによる解析では、いずれもリブ面の熱伝達率が過剰に見積もられたほか、リブ直前位置での熱伝達率上昇を予測できなかった。・上記結果に基づき実機定格運転時の翼温度を推定すると、LES2種による翼温度の差は、寿命評価を行う際の許容範囲(±20℃)内であり、有意な差とは認められなかった。しかし、k-εモデルによる推定値は、局所、平均とも上記許容範囲を超え、寿命評価に供するには適さないことが示された。

概要 （英文）

In order to select an internal cooling model to use with a temperature analysis tool of 1300 degrees class first stage rotor blade, it was examined with a high-speed flow field assumed with an internal cooling passage of an actual blade for the one side heating ribbed channel flow which simplified blade internal cooling structure. As a result LES was superior as it was shown in the following.1) An analysis result by LES was smartly equal to it with an experiment result, and a solution by a Dynamic model was nearer to an experiment result. On the other hand surplus, by analysis by a k- ε models, a heat transfer coefficient of lib sufface was estimated neither, and a heat transfer coefficient rise at a position was not able to be predicted just before lib.2)When blade temperature in an actual gas turbine full road operation was estimated based on an above result, there was a difference of blade temperature by two kinds of LES models in tolerance of the case that evaluated life (± 20 degrees), and it was not recognized with a meaningful difference. However, an estimate value by k- ε models exceeded above tolerance with a limited area, average, and what was not suited for was shown in life evaluation to offer it.

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