FICHE PROJET / PROJECT SHEET   INDIA-1 CRIAQ
Projet/ Project
Technologie de refroidissement par pellicule pour chambres à combustion et turbines
Film Cooling Technology for Turbine Airfoils
Valeur totale/ Total value
$918,000
Années/ Years
3
Autre financement/ Other fundings
PSR-SIIRI 056
Statut/ Status
In progress
Début du projet/ Start
FEB-20-2007
Mise à jour/ Update
APR-26-2010
No.
INDIA-1
Chercheur principal et leader industriel/ Principal Investigator and Industrial Leader
Participant Organisation/Organization
Hassan, Ibrahim Concordia University
Hu, John Pratt & Whitney Canada
Partenaires/ Partners
Organisation/Organization
National Aerospace Laboratories
Université Concordia
Infotech Enterprises Ltd
Pratt & Whitney Canada
Pratt & Whitney Canada
 
Nombre d'étudiants impliqués sur ce projet : / Number of students
Bac/ Undergraduate
0
Maîtrise/ Master
0
Doctorat/ Doctorate
3
Post-Doc
2
Description du projet/ Project Description
Étude sur bancs d’essai et modélisation des échanges de chaleur (refroidissement par effusion) sur des plaques, des surfaces courbes, les bords d’attaque et les surfaces de profils aérodynamiques dans des conditions propres à la chambre à combustion et à la turbine de moteurs turbos. Une caméra infrarouge sera utilisée pour enregistrer la température du métal mesurée avec des thermogrammes électroniques. Le traitement des données recueillies permettra de déterminer l’efficacité de la pellicule de refroidissement et les coefficients d’échange de chaleur. Une étude paramétrique de l’écoulement principal et des paramètres géométriques permettra également d’identifier et de quantifier la contribution de la pellicule au refroidissement de chacun des profils étudiés. L’étude portera aussi sur la densité des trous de refroidissement par effusion, le diamètre, les ratios pas/diamètre et longueur/diamètre, les angles de perforation simples et composés, le taux de vitesse d’écoulement, la direction de la pellicule, les effets de la densité du fluide, la pellicule initiale, la courbure et la présence de jets de dilution. En parallèle, une analyse  numérique de la dynamique des fluides (CFD) sera réalisée. Les données de l’analyse seront ensuite comparées aux résultats obtenus sur les bancs d’essai afin de valider et de mesurer la précision des prédictions sur l’efficacité des flux de refroidissements et des gradients d’échange thermique. Par ce projet on vise une meilleure compréhension de la distribution et de la structure du champ d’écoulement. Les résultats expérimentaux et numériques, ainsi que la base de données, tirés de ce projet serviront à formuler des corrélations qui seront ensuite utilisées dans la conception de systèmes de refroidissement par effusion pour les chambres à combustion et les turbines. Les chercheurs  principaux impliqués dans ce projet sont : Prof. Ibrahim Hassan (U. Concordia), Dr V. Krishnamoorthy (NAL), Dr Nagaraja Rudrapatna (Combustion, P&WC) et Dr Sri Sreekanth(Turbines, P&WC).
Comprehensive experimental and numerical research program to develop benchmark data which will assist the Canadian aerospace industry to develop cooling methods for the next generation of high-temperature gas turbines.
Objectifs/ Objectives
Specific objectives: 
• Validate the CASCADE Rig: Experiments will be conducted with several test sections in a rectangular tunnel whose test section entrance and exit Mach number will range from 0.1 to 0.25. Experiments of film cooling will first be conducted over the flat bottom plate of the test section where the cooling flow will be ejected into the mainstream through a single row of louver holes. Linear cascade test sections with two vanes and three blades will then be used. The design of the various test sections will be completed jointly with PWC staff.
• To develop experimental data for the film cooling effectiveness and heat transfer coefficient distribution on the surfaces downstream of injection holes produced for base designs. New knowledge of the physics in association with film cooling will be gained by comparing the performance of different cooling configurations, which will provide guidance in the design of more efficient and effective cooling schemes.
• To measure the effect of surface roughness on the airfoil heat transfer with and without film cooling. Geometry will be decided based on the results of the previous item.
• To develop appropriate steady/unsteady numerical data base the film cooling effectiveness and convective heat transfer coefficient for the tested schemes at actual conditions, as a  function of blowing ratios, geometric parameters, etc. Due to the high rotational speeds and high temperatures involved in actual engines, an experimental work is not feasible at these conditions and geometries; hence this will be numerically investigated.

16 avril 2008 - Présentation par prof. Ibrahim Hassan (Concordia) au cours du symposium CRIAQ-Inde, organisé dans le cadre du 4e Forum de recherche du CRIAQ à Monréal
April 16, 2008 - Presentation by prof. Ibrahim, Hassan (Concordia) during the CRIAQ-India Symposium organized as part of the 4th CRIAQ Research Forum in Montreal