일반기술

가스터빈엔진고온부(터빈블래이드,연소기라이너)에대한효율적냉각법

최신의 항공기 엔진은 거의 예외 없이 작동유체의 최대 온도가 연소기 라이너나 터빈 재질의 용융점보다 수백도 높다. 따라서, 압축기에서 나온 비교적 저온의 유체를 이용한 냉각이 요구되며, 고속의 제트 유동 및 벽면으로 흐르는 유동을 이용하게 되는데, 이러한 유동은 매우 복잡한 구조를 갖고 있어, 이 유동을 이용한 냉각 시스템의 유체역학적인 특성에 대하여는 아직 규명하지 못한 부분이 많으며, 특히 이러한 유동의 열 성능에 대한 해석적인 예측은 매우 어려운 부분이다. 현재 엔진회사들은 경험적인 결과에 의존해 엔진을 설계하고 있는 실정으로 연소기의 라이너나 터빈 블래이드의 효과적인 설계와 다른 고온부에 대한 응용면에서 이 현상을 규명하는 것은 매우 중요하다. 본 기술의 핵심인 와류형 냉각기법은 두 개의 입구에서 들어오는 소월유동이 하나의 벽면에서의 난류강도를 증가시킨다. 난류강도의 증가는 벽면에서의 뉴셀수를 증가시켜 벽면에서의 열전달특성을 강화시킨다. 이러한, 제트유동 및 벽면을 흐르는 유동의 벽냉각법을 이해함으로서 보다 효과적인 냉각구조의 설계 및 기타 고온부에 대한 냉각설계에 응용될 수 있다.(1) 저온/소량의 유체를 이용하여 엔진 부품의 고온부를 효과적으로 냉각할 수 있다. 엔진의 구조상 공간적인 제약이 매우 큰 부분에 응용될 수 있다. (2) 기존의 충돌형 냉각법보다 와류형 냉각법을 이용함으로서 그 효율을 증가시켰다. (3) 와류를 이용한 Film 냉각은 이외의 기타 고온부에 응용될 수 있다.