Study of the influence of the number of holes rows on the convective heat transfer in the case of full coverage film cooling Etude de l'influence du nombre derangées de trous sur les échanges convectifs dans le cas du refroidissement par multiperforation
Résumé
The protection of the combustion wall chamber of aeronautic propeller is assumed with a full coverage film cooling. In the case of 1-9 rows of eight staggered holes, we have measured several profiles of temperature in the mainstream perturbed by jets. Variations of wall temperatures Tp have been measured simultaneously along the wall. Those experiences have been performed for three thermal cases, which are a function of the mainstream temperature Te, the injected temperature Ti and the electrical density imposed at the wall. Three blowing rates M are imposed too. The results are compared with the reference case without holes. The exam of the temperature profiles allows us to find a minimum number of rows to create a homogeneous cold layer. Two schemes of the convective heat transfer with two coefficients are presented and allow to represent each of the three thermal cases for the three blowing rates. Those models take into account of the three characteristic temperatures (Te, Ti and Tp). One model is studied for rows with infrared thermography. For five blowing rates, four zones of variations and an influence of M on the two coefficients are underlined. Le refroidissement des parois de chambre de combustion des turbines aéronautiques est assuré au moyen d'une technique d'injection d'air frais par multiperforation. Dans le cas de 1 à 9 rangées de 8 trous droits en quinconce, des profils de température moyenne ont été mesurés orthogonalement à la paroi d'injection dans un écoulement transversal perturbé par des jets. Des variations de température de paroi ont été mesurées simultanément le long de la paroi multiperforée. Ces expériences ont été faites pour trois cas thermiques qui sont fonction des températures Te de l'écoulement principal, Ti de l'écoulement injecté et de la densité de flux dissipée électriquement à la paroi. Trois taux d'injection M sont imposés. Les résultats sont comparés au cas de référence sans trou. L'examen des profils de température moyenne a permis de définir un nombre minimum de rangées à partir duquel la couche de refroidissement est formée. Deux modélisations des échanges convectifs à 2 coefficients d'échange sont présentées et permettent chacune de modéliser les 3 cas thermiques. Elles tiennent compte des 3 températures caractéristiques du problème (Te, Ti et Tp). Un modèle des échanges convectifs est retenu et dans le cas de 9 rangées, des mesures de températures pariétales par thermographie infrarouge sont effectuées.