Das Projekt "4.1.6a 'Robuste 3D-Gestaltung von Schaufelkanälen in Turbinen'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MTU Aero Engines AG durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG TURBO 2020, dessen Ziel die Reduzierung der CO2-Emissionen fossil befeuerter Kraftwerke durch Effizienzsteigerung ist. Ziel dieses Projektes ist es, den Einfluss von Randbedingungen und realer Geometrie auf den Wirkungsgrad dreidimensional gestalteter Turbinenbeschaufelungen zu ermitteln. Damit wird eine wichtige Voraussetzung für die Auslegung optimierter Beschaufelungen von Kraftwerks-Gasturbinen geschaffen. Im Rahmen des Vorhabens 4.1.6a werden numerische Berechnungen in Kombination mit den Ergebnissen experimenteller Messungen verwendet, um eine Datenbasis für Robustheitsevaluierung für dreidimensional gestaltete Turbinenbeschaufelungen zu schaffen und entsprechende Bewertungsmethoden einschließlich CFD für den Auslegungsprozess auszuarbeiten. Die experimentellen Untersuchungen werden in einem Parallelvorhaben beim Kooperationspartner RWTH Aachen durchgeführt.
Das Projekt "4.1.6b 'Experimentelle und numerische Untersuchungen der Robustheit von 3D-Schaufelkanalgestaltungen'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen durchgeführt. Das Ziel des beantragten Vorhabens ist die Untersuchung dreidimensional gestalteter Turbinenschaufeln hinsichtlich ihrer Robustheit. Nach erfolgreichem Abschluss des Projekts steht eine Wissensbasis über besonders relevante Einflussfaktoren für dreidimensional gestaltete Turbinenschaufeln zur Verfügung. Dieses Know-How wird dazu beitragen, intelligente Bewertungsmaßstäbe und Auslegungsrichtlinien für dreidimensionale Turbinenschaufeldesigns zu schaffen, indem die Robustheit eines Designs mit einbezogen werden kann. Die Arbeiten dieses Vorhabens umfassen sowohl die erforderlichen experimentellen Untersuchungen an einer Versuchsturbine, wobei der detaillierten Vermessung der Strömung zwischen Stator- und Rotorgitter besondere Aufmerksamkeit gewidmet wird, als auch detaillierte CFD-basierte Analysen. Im Fokus stehen dabei drei Aspekte, welche die Robustheit charakterisieren, da sie einen wesentlichen Einfluss auf die Wirkungsweise der 3D-Gestaltung haben: Variation des Zuströmturbulenzgrades, Einbringen von Plattformstufen, Variation des Axialabstandes der Schaufelreihen. Es werden somit nicht nur aerodynamische sondern auch fertigungstechnische Abweichungen vom Auslegungsideal betrachtet.