Analysis of gas turbine leading edge cooling systems in static and rotating conditions

Il lavoro riguarda l'indagine di un sistema di raffreddamento per impingement per pale di turbina a gas in condizioni statiche e rotanti. L'analisi è stata svolta per via sperimentale, utilizzando una implementazione innovativa della tecnica transient con cristalli liquidi termocromatici, che ne permette l'utilizzo in condizioni rotanti. I risultati sperimentali sono stati supportati da una analisi numerica CFD. L'indagine ha permesso di apprezzare le forti interazioni che hanno luogo tra la rotazione e i vari componenti del sistema, oltre che di verificare gli effetti di diverse condizioni di alimentazione e di estrazione dei getti di impingement per varie geometrie di raffreddamento. In this work, a leading edge cooling system for gas turbine blades has been investigated in static and rotating conditions. To achieve this goal, an experimental investigation has been carried out: a novel implementation of transient technique using thermochromic liquid crystals has been developed, which allows its application in rotating conditions. The experimental results have been supported by the outcomes of a numerical CFD analysis. The investigation revealed the strong interactions occurring between rotation and the different features of the system. Moreover, different supply and extraction conditions have been analyzed for various impingement geometries.