Einfluss der lokalen Luftentnahme bei Filmkühlung auf Strömungsfeld und Wärmeübergang in Kühlkanälen bei unterschiedlicher Rippengeometrie und -position
| Projektleiter: | |
| Bearbeiter: | Dipl.-Ing. Marlene Böttger |
| Finanzierung: | DFG |
| Laufzeit: | 10/2015 - 11/2019 |
| Förderkennzeichen | VO 820/11-1 |
Beschreibung:
Komponenten der Hochdruckturbine und im speziellen die erste Leitreihe sind hohen aerodynamischen und thermischen Belastungen ausgesetzt, wobei die Turbineneintrittstemperatur die Schmelztemperatur der heutigen verwendeten Schaufelmaterialen deutlich überschreitet. Aufgrund dessen wird bei hoch belasteten Leit- und Laufschaufeln als Kühlmethode eine Kombination aus Filmkühlung und interner Kühlung eingesetzt.
In diesem Projekt soll der Einfluss der Position der Kühlluftbohrungen, auf das von Sekundärströmungen geprägte Strömungsfeld, in den Rippensegmenten eines Kühlluftkanals untersucht werden und wie sich diese Veränderungen auf den Wärmeübergang auswirken.
Schema der Rippenform und Aufbau des Kühlkanals
Dafür wird ein mit Rippen bestückter Kühlkanal über mehrere Filmkühlbohrungen mit einem die Heißgasseite repräsentierenden Absaugplenum verbunden.
Es werden sowohl verschiedene Rippenformen als auch verschiedene Lochpositionen innerhalb der Rippensegmente des Kühlkanals untersucht. Des Weiteren wird die Kühlkanal-Reynoldszahl sowie das Saugverhältnis über die Filmlöcher variiert. Zur Bestimmung des Wärmeübergangs kommt die transiente Flüssigkristallmesstechnik und zur Ermittlung des Strömungsfeldes ein 2D-PIV-System zum Einsatz.