賓夕法尼亞州立大學機械工程系的博士生Shawn Siroka開發了燃氣輪機發動機中的新型熱通量傳感器。Siroka是穩態熱力航空研究渦輪（START）實驗室的研究人員之一，致力於通過了解渦輪如何減輕和處理極端溫度來提高渦輪能量的產生。
「人們研究傳熱已有300多年了，」 Siroka在賓夕法尼亞州立大學網站上發表的一篇文章中說。「我們對此很有把握，但是由於這是一個極其複雜的主題，所以我仍有探索和嘗試新事物的空間。」
研究型燃氣輪機，就像START Lab內的燃氣輪機一樣，對於工業和政府而言都是至關重要的工具，在那裡研究了提高技術效率和性能的新方法，並最終在發電廠和噴氣發動機中實施。特別是，Siroka的研究深入到了薄膜熱通量計（HFG），這是一種柔性傳感器，可以測量這些測試渦輪機中的溫度。
他說：「本質上，這些HFG正在測量進出渦輪葉片的能量。」 「擁有這些數據有助於預測零件的壽命或耐用性，還可以幫助您了解零件的冷卻效率。」
Siroka與傑出教授，機械工程系主任兼START Lab主任Karen Thole和機械工程研究助理Reid Berdanier於2019年一起訪問了牛津大學。研究人員在那裡開發了可在其內部使用的HFG。短時渦輪機。賓夕法尼亞州立大學的團隊希望了解他們在使用這些組件滿足START Lab持續持續時間需求時所面臨的挑戰。
「我們能夠將學到的知識帶回START Lab，」 Siroka說。「我們決定在利用賓州州立大學的資源，特別是納米製造實驗室的資源的同時，擴大牛津大學以前所做的工作。」
給研究人員帶來的挑戰增加了複雜性。HFG的使用在很大程度上僅限於短時渦輪機，短時渦輪機通常一次運行幾分鐘或幾秒鐘。相比之下，START Lab的標誌性持續時間設備每天定期運行8-10小時，以提供更深入的渦輪機數據和分析，從而更接近於實際應用。
Siroka說：「當汽油發動機在飛機上或發電時，它們總是處於穩定狀態，就像START實驗室的設施一樣。」 「這意味著當我們在穩定條件下進行測試時，我們可以進行更多的蘋果對蘋果的比較。」
Siroka的工作詳細介紹了這些改進的HFG的納米製造工藝，並提供了一種更好的校準方法來解決儀器的潛在劣化問題，當部件經受持續時間更長的鑽機的更苛刻的暴露時，這將變得至關重要。
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