Analyse expérimentale et simulation CFD en vue de l'étude du refroidissement des aubes Rotor/Stator : cas d'une turbine à gaz

Abstract

Les performances aérothermiques d'un système de refroidissement interne du bord de fuite d'une aube de turbine à gaz sont évaluées expérimentalement et numériquement dans les conditions stationnaires et rotatives. La géométrie étudiée est un modèle à échelle 30 : 1 représentative d'une conduite sans et avec perturbateurs avec une ligne de 7 vannes élargies. Six géométries sont testées par le moyen de la technique TLC pour un nombre de Reynolds entre 10000-40000 et un nombre de Rotation jusqu'à 0.23. En outre, l'analyse CFD est basée sur ANSYS-Fluent et un modèle de turbulence k À- SST tout en considérant un écoulement d'air iso-thermique stationnaire à l'intérieur de la géométrie étudiée pour les conditions fixes et rotatives. Les résultats sont présentés sous forme de cartes 2D illustrant le coefficient d'échange thermique sur la surface en dépression, en plus de corrélations pour le nombre de Nusselt moyenné en fonction de Re, Pr, Ro et une fraction de la hauteur de l'aube. Les résultats obtenus sont d'un grand intérêt pour les concepteurs des systèmes de refroidissement pour les aubes de turbines à gaz