Solid particle erosion testing on turbine blade

Abstract

Erozyon, gaz türbinli motorlarda motor bileşenlerinin hasarlanmasına, motor veriminin düşmesine ve uçuş emniyetinin azalmasına sebep olan önemli bir faktördür. Erozyon, kir, kum veya toz gibi küçük parçacıkların motora girmesi ve yüksek hızlarda motor bileşenleriyle çarpışması sonucu oluşur. Bu parçacıkların etkisi erozyona neden olabilir ve bu da motor bileşenlerinde çukurlaşma, çatlama ve diğer hasarlara yol açabilir. İkincil hava sistemi gaz türbinli motorun önemli bir parçasıdır. Başta sıcak kısım olmak üzere motorun çeşitli parçalarının soğutulmasını ve sızdırmazlığını sağlamaktan sorumludur. İkincil hava sistemi tipik olarak soğuk havayı motorun belirli bölümlerine yönlendiren bir tüpler, kanallar ve nozullar ağından oluşur. Bu çalışmada, yüksek basınçlı türbin kanatlarına kanat kökünden gelen hava ile basınç uygulanmış ve eş zamanlı olarak 220 gritlik alüminyum oksit ile kumlama yapılmıştır. Bu sayede, ikincil hava akışının erozyon hasarı üzerindeki etkisi gözlemlenmeye çalışılmıştır. Bu çalışmada bıçak yüzeyindeki soğutma deliklerinin açısının erozyon hasarına etkisini gözlemlemek üzere deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda uygun açı ile sevk edilmesi halinde, ikincil hava akışının erozyon hasarını azaltıcı etkilere sahip olduğu görülmüştür.

Erosion is an important factor that causes damage to engine components, decrease in engine efficiency and decrease in flight safety in gas turbine engines. Erosion occurs when small particles such as dirt, sand or dust enter the engine and collide with engine components at high speeds. The impact of these particles can cause erosion, which can lead to pitting, cracking, and other damage to engine components. The secondary air system is an important part of the gas turbine engine. It is responsible for providing cooling and sealing of various parts of the engine, especially the hot part. The secondary air system typically consists of a network of tubes, ducts, and nozzles that direct cool air to specific parts of the engine. In this study, high-pressure turbine blades were pressurized with air from the blade root and simultaneously sandblasted with 220 grit aluminum oxide. In this way, the effect of secondary air flow on erosion damage was tried to be observed. In this study, experiments were carried out to observe the effect of the angle of the cooling holes on the blade surface on erosion damage. As a result of the experiments, it has been seen that the secondary air flow can have erosion-reducing effects if it is given at the appropriate angle.