Description: Das Projekt "Teilvorhaben 3.2.1.A: Aerodynamische Interaktion zwischen Brennkammer und Turbine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe durchgeführt. Das hier beschriebene Vorhaben befasst sich mit der Interaktion zweier Kernkomponenten einer Gasturbine, der Brennkammer und der Hochdruckturbine. Im Vordergrund der experimentellen Untersuchungen steht die aerodynamische Wechselwirkung zwischen der Brennkammer und der ersten Leitschaufelreihe der Hochdruckturbine unter gleichzeitiger Berücksichtigung der nabenseitig austretenden Kühlluft stromauf der ersten Leitschaufelreihe (sog. RIDN-Kühlluft). Bei der Auslegung der ersten Turbinen-Leitradschaufel kann aufgrund der Austrittsströmung von modernen Mager-Brennkammern nicht mehr von einer rein axialen Zuströmgeschwindigkeit als aerodynamische Randbedingung ausgehen. Vielmehr kommt es im Naben- und Gehäusebereich bei einer Nichtbeachtung der Drallkomponente zu einer Fehlanströmung der Schaufel, was negative Konsequenzen für die zu erwartenden Schaufelverluste hat, die Druckverteilung im Vorderkantenbereich verändert, mit entsprechende Auswirkungen auf die zu legenden Kühlfilme der thermisch hoch belasteten Leitradschaufel, und über die sich verändernde Sekundärströmung den Vermischungsprozess mit der Kühlluftströmung beeinflussen wird. Diese Nichtbeachtung kann letztlich zu Wirkungsgradeinbußen in der Turbine führen und gleichzeitig erhebliche Konsequenzen für die thermische Belastbarkeit bzw. den Kühlluftbedarf der Leitschaufelreihe haben. In diesem Vorhaben soll nun die Auswirkung drallbehafteter Brennkammeraustrittsströmungen auf die Statoraerodynamik und die Vermischung zwischen der Ringkanalströmung und der im Nabenbereich austretenden RIDN-Kühlluft experimentell, mit Hilfe eines zweistufigen Modellturbinenprüfstandes untersucht werden. Der Modellturbinenprüfstand LSTR lässt aufgrund seiner Größe örtlich hoch aufgelöste Vermessungen des Geschwindigkeitsfeldes zwischen der Leitrad- und Laufradbeschaufelung zu. Gleichzeitig wird in Abhängigkeit der variierbaren Parameter der Turbinenwirkungsgrad bestimmt, so dass eine Aussage über den Grad der Verlustabhängigkeit von den einzelnen Parametern möglich sein wird. Auf Basis der Messergebnisse sollen neue Auslegungsrichtlinien formuliert werden, die für den Fall einer drallbehafteten Brennkammeraustrittsströmung eine verlustärmere Gestaltung des Leitradschaufelprofils und eine verlustärmere Gestaltung der Kühlluftzuführung ermöglichen sollen. Die Messdatenbasis kann außerdem zur Validierung der numerischen Auslegungswerkzeuge genutzt werden. Die Designwerkzeuge erlauben dann nicht nur die Auslegung einer effizienten Leitschaufel-/Sperrluftkonfiguration sondern auch die Auslegung einer insgesamt robusteren Konfiguration, die innerhalb gewisser Grenzen drallunempfindlich ist. Außerdem ist eine Überprüfung existierender Konfigurationen hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit bei modifizierten Brennerdüsen mit verändertem Drall möglich.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Darmstadt ? Aerodynamik ? Anlagenoptimierung ? Belastbarkeit ? Gasturbine ? Luftbewegung ? Verfahrensparameter ? Brennkammer ? Energietechnik ? Kühlung ? Messdaten ? Strömungsmechanik ? Wirkungsgrad ? Modellierung ? Brenner ? Kenngröße ? Technische Aspekte ? Anlagenbemessung ? Geschwindigkeitsmessung ? Hochdruckverfahren ? Interaktionsanalyse ? Magerkonzept ? Prüfstand ? Turbomaschine ? Validierung ? Verlustleistung ? Wechselwirkung ?
Region: Hessen
Bounding box: 9° .. 9° x 50.55° .. 50.55°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2010-09-01 - 2016-06-30
Webseite zum Förderprojekt
https://www.tib.eu/de/filter/?repno=0327719F (Webseite)Accessed 1 times.