When compared to more conventional manufacturing techniques like castingand milling, additive manufacturing has much more potential. It is feasible to create objects with much complicated shapes and structures thanks to the layer-by-layer approach. Since internal cooling channels with higher thermal efficiency can be achieved to increase a gas turbine’s overall efficiency, this feature is very interesting for the production of turbine blades. The relative roughness of an additively manufactured surface is a property that will impact both heat transfer and pressure losses, particularly when Laser Power Bed Fusion method is used on metal powders. With its extremely dispersed spherical-shaped components, its geometry is easily recognizable. For that reason, a more thorough investigation of this type of roughness effects is needed. In this study, three newly developed geometries of three different roughness heights are used to represent this additively manufactured roughness using a random distribution of spheres of the same size at eachplate. The temperature distribution on the rough plates exposed to hot airflow was captured using an infrared camera. A 3D finite element calibration solver was utilized to determine the heat transfer coefficient on the rough plate using the data from the infrared camera, and then converted into Nusselt number, Nu. The tests were carried out at four Reynolds numbers, Re: 10000, 15000, 20000, and 25000. The Nu results were then laterally averaged and compared with previous geometries. It was seen that the Rz₆ geometry had the highest averaged Nu of 118, followed by the old In939 geometry, at 109. Other geometries were located in such order: Rz₃, Al₁, Al₂, and Rz_1.5 with Nu equalto 90, 86.5, 80, and 70, respectively. Additionally, the fluid dynamics analysis and the overall patterns of Nu distributions was carried out. Along with that, thermal boundary layer tests were conducted using a thermocouple rake, and results were analyzed in relation to ∆θ+. Lastly, a parametric study was performed to try and find correlations of Nu with geometric characteristics ofthe plate. Preliminary relations of Nu with R_a, R_q, and A_f /A_w (the ratio of frontal projected area to wetted area) were found.

När man jämför additiv tillverkning med mer konventionella tillverkningsmetoder som gjutning och fräsning, har additiv tillverkning betydligt större potential. Tack vare lager-på-lager-metoden är det möjligt att skapa objekt med mycket mer komplexa former och strukturer. Eftersom interna kylkanaler med högre termisk verkningsgrad kan uppnås för att öka en gasturbins totala verkningsgrad, är denna egenskap särskilt intressant för tillverkning av turbinblad. Den relativa råheten hos en additivt tillverkad yta är en egenskap som påverkar både värmeöverföring och tryckförluster, särskilt när Laser Powder Bed Fusion-metoden används på metallpulver. Med sina mycket utspridda sfäriska partiklar är dess geometri lätt att känna igen. Av den anledningen behövs en mer grundlig undersökning av effekterna av denna typ av råhet. I denna studie används tre nyutvecklade geometrier med tre olika råhetshöjder för att representera denna additivt tillverkade råhet, med en slumpmässig fördelning av sfärer av samma storlek på varje platta. Temperaturfördelningen på de råa plattorna som exponerades för het luftström registrerades med en infraröd kamera. En tredimensionell finita-elementkalibreringslösare användes för att bestämma värmeöverföringskoefficienten på den råa plattan med hjälp av data från den infraröda kameran, och denna omvandlades sedan till Nusselt-tal, Nu. Tester utfördes vid fyra Reynolds-tal, Re: 10000, 15000, 20000 och 25000. Nu resultaten medelvärdesbildades sedan i tvärled och jämfördes med tidigare geometrier. Det sågs att geometrin Rz₆ hade det högsta medelvärdet av Nu på 118, följt av den äldre geometrin In939 på 109. Övriga geometrier placerades i följande ordning: Rz₃, Al₁, Al₂ och Rz_1.5 med Nu lika med 90, 86.5, 80 respektive 70. Dessutom genomfördes en analys av strömningsdynamiken och de övergripande mönstren för Nu-fördelningarna. Därtill utfördes tester av den termiska gränsskiktet med hjälp av en termoelementrake, och resultaten analyserades i relation till ∆θ+. Slutligen gjordes en parametrisk studie för att försöka hitta korrelationer mellan Nu och plattans geometriska egenskaper. Preliminära samband mellan Nu och R_a, R_q samt A_f /A_w (förhållandet mellanfrontal projicerad area och vätningsarea) identifierades.