Prédiction numérique de l’influence des imperfections sur l’efficacité du refroidissement par film

Khorsi, Azzeddine; Hamel, Mohammed

Recueil de mécanique
Volume 1, Numéro 2, Pages 51-58
2016-12-31

Prédiction Numérique De L’influence Des Imperfections Sur L’efficacité Du Refroidissement Par Film

Auteurs : Khorsi Azzeddine . Hamel Mohammed .

Résumé

Le refroidissement par film est l’une des techniques les plus employées pour le refroidissement des aubes des turbines. Ce procédé est influencé par plusieurs paramètres géométriques et aérodynamiques. Un de ces paramètres est la forme géométrique des orifices d’injection : leurs formes et leurs arrangements…etc. Le présent papier présente l’influence des imperfections d’un orifice sur l’efficacité du refroidissement par film par le moyen d’un code de calcul ANSYS-CFX. L’effet d’un jet éjecté à travers un orifice parfait (sans imperfection) est utilisé comme référence. L’efficacité du refroidissement par film avec des imperfections au niveau de l’orifice d’injection est comparée à celle du cas parfait. Une forme demie torique joue le rôle d’une discrète imperfection. Les résultats sont présentés sous forme de graphes bidimensionnelles et des contours. Il est trouvé qu’une imperfection placée à un diamètre de l’amont du cylindre diminue l’efficacité pour des taux d’injection modérés. Sous les mêmes conditions, et pour la même imperfection fixée près de la sortie du cylindre l’efficacité s’améliore. Pour un taux d’injection de 1.5, l’efficacité devient meilleure que pour le cas parfait. Une imperfection placée plus loin de la sortie du cylindre n’a pas une influence signifiante sur l’efficacité du refroidissement. A B S T R A C T Film cooling is one of the most used techniques for cooling turbine blades. This process is influenced by several geometric and aerodynamic parameters. One such parameter is the geometric shape of the injection holes: their forms and arrangements ... etc. This paper presents the influence of the hole imperfections on the effectiveness of film cooling by means of a computer code ANSYS-CFX. The effect of a jet ejected through a perfect orifice is used as a reference. The effectiveness of film cooling with imperfections in the injection hole is compared to the perfect case. A toric shape acts as a discrete imperfection. The results are presented as two-dimensional graphs and contours. It is found that an imperfection located at the upstream diameter of the cylinder decreases the effectiveness. Under the same conditions and for the same fixed imperfection near the exit of the cylinder the effectiveness improves. For an injection rate of 1.5, the effectiveness becomes better, than the perfect case. Imperfection placed further from the outlet of the cylinder does not have a significant influence on the cooling effectiveness.