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가스터빈날개외면 열전달 율에 관한 최신연구동향

전문가 제언: ○ 가스터빈의 고효율화, 고출력화에 수반하여 터빈입구온도(TIT)는 상승일로에 있다. 에너지비용의 장기적인 고등경향과 이산화탄소배출량 삭감대처와 더불어 산업용 유사부품가공법(GT)의 초고온화에 따른 시스템전체의 열관리(TSTM)가 중요시되고 있다. 이 TSTM에서는 품질 공학적 방법으로 떠받치면서, ①냉각공기의 유효이용, 삭감에 의한 고효율화, ②고온부품의 고신뢰성화, ③고온부품의 수명평가의 고정도화 및 수명관리의 적정화 등을 GT전체에서 고려해 나가야 하겠다.

○ 가스터빈날개외면열전달에 관한 연구전체를 부감해보면 보다 고온 환경 하에서 내구성향상과 수명평가의 고정도화를 위해 종래보다도 더 실질적인 흐름장이나 형상·형태에서의 열전달의 실험적, 수치적평가가 진행되고 있다. 구체적으로는 날개표면조도효과, 주류소동 및 웨이크통과의 효과, 공동 내에서의 열전달이나 연소기와 터빈 고정날개의 접속부위 등, 날개표면과 비교하여 종래연구실적수가 적었던 부위에서의 열전달 등에 관한 연구에 많은 관심을 두어야 하겠다.

○ 냉각설계가 기본이 되는 가스터빈날개의 외면열전달률에 관한 연구의 목적은 외부로의 이산화탄소량을 삭감하는 것이다. Kyoto의정서가 정하는 배출삭감의 대상은 세계의 온실가스의 30%에 불과하다. 구라파에서는 온난화에 의한 영향으로 열파나 홍수가 증가하고, 이에 대한 회피책이 강구되고 있다.

– 영국은 2050년의 이산화탄소 배출량을 현재의 약 60% 삭감을 목표로 하고 있다. 일본에서도 온난화에 의해 과거 100년간에 1℃의 평균기온상승, 여름 낮 시간과 열대야의 증가, 강수량의 증가, 식물의 개화시기의 소급, 곤충이나 동물의 생식지역의 북상 등에 대해 경고하고 있다. 한국에서도 이와 같은 온난화에 대한 심각한 대처가 있어야 하겠다.

저자: FUNAZAKI Ken-ichi
자료유형: 학술정보