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A numerical analysis of cross-flow reinforced impingement cooling through a U-shaped turbulator and a roughened target plate

Brose, Nina und Brakmann, Robin und Carvalho, Francisco und Guarino, Roberto (2023) A numerical analysis of cross-flow reinforced impingement cooling through a U-shaped turbulator and a roughened target plate. International Gas Turbine Congress 2023, 2023-11-26 - 2023-12-01, Kyoto, Japan.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
3MB

Kurzfassung

Efficient impingement cooling systems are crucial for turbomachinery applications. This study numerically explores eight different impingement cooling system geometries, focusing on the role of turbulators on both hole and target plates. RANS simulations and the DLR TRACE solver are utilized. On the hole plate a U-shaped turbulator (called ArcConic) uses the cross-flow to reinforce the jet by guiding it into the adjacent jet and thus increasing its effective jet Reynolds number. The target plate turbulators impact flow patterns, turbulence and surface area. Our findings show a moderate pressure drop and an 26% increase in heat flux. This research contributes valuable design insights for developing efficient impingement cooling systems and addresses the practicality of manufacturing these configurations using selective laser melting (SLM) technology.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204882/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:A numerical analysis of cross-flow reinforced impingement cooling through a U-shaped turbulator and a roughened target plate
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Brose, Ninanina.brose (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brakmann, RobinRobin.Brakmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carvalho, FranciscoFrancisco.Carvalho (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3069-8345162990303
Guarino, RobertoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Heat transfer, CFD, PIV, Impingement cooling, Prallkühlung, Turbine, Kühlung, cooling, internal cooling
Veranstaltungstitel:International Gas Turbine Congress 2023
Veranstaltungsort:Kyoto, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:26 November 2023
Veranstaltungsende:1 Dezember 2023
Veranstalter :IGTC
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Verbrennungs- und Kraftwerkssysteme
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Turbine
Hinterlegt von: Brakmann, Robin
Hinterlegt am:04 Jul 2024 23:41
Letzte Änderung:04 Jul 2024 23:41

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