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Heat transfer characteristics in a narrow confined channel with discrete impingement cooling

Chinese Journal of Aeronautics 2022年第4期35卷 220-229页

作者： Yang LI Tao LIU Jianjun TAO Weihua YANG Likun DONG Hunan Key Laboratory of Turbomachinery on Small and Medium Aero-Engine AECC Hunan Aviation Powerplant Research InstituteZhuzhou 412002China College of Energy and Power Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

Heat transfer characteristics in a narrow confined channel with discrete impingement cooling were investigated using thermal infrared camera. Detailed heat transfer distributions and comparisons on three surfaces with three impact diameters were experimentally studied in the range of Reynolds number of 3000 to 30000. The experimental results indicated that the strong impingement jet leaded to a high strength heat transfer zone in the ΔX=±2.5D;range of the impact center,which was 1.3–2.5 times of the average heat transfer value of the impingement wall. With the same coolant mass flow rate, small diameter case had lower heat transfer coefficient on both inner wall and outside wall, while the impingement wall was insensitive to the impact diameter. The surface averaged Nusselt number of inner wall was only 43%–57% of impingement wall, while the outside wall can reach up to 80%–90%. The larger the diameter, the higher heat transfer enhancement and the smaller the channel flow resistance was observed in term of Reynolds number. The surface averaged Nusselt numbers were developed as the function of Reynolds number and the impingement height-to-diameter for further engineering applications.

关键词： Aero-engine Heat transfer characteristics Impingement cooling narrow confined channel Turbine blade

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