Schaufel- und Kühlungsgeometrie (Konfiguration 2) . Interne Geometrie des Kühlschlitzes(Konfiguration 2)Aerothermal Investigations on Turbine Endwalls and Blades
Der Fokus des AITEB-2-Projekts innerhalb des 6. Europäischen Framework-Programms liegt auf fortgeschrittenen aerodynamischen und thermodynamischen Technologien für das Kühlungs-Management im Ringraum einer Turbine.
Der Teil der Experimente, der im Windkanal für Ebene Gitter (EGG) des DLR, Göttingen durchgeführt wird, ist im Work-Package 2 des Projektes enthalten, welches den Titel "Advanced Trailing Edge Cooling Concepts" führt.
Das Ziel von Task 2.3: "Filmkühlung an der Hinterkante eines Turbinenprofils bei transonischer Strömung" ist, die Kühleffektivität und den Einfluss der Kühlung auf die aerodynamischen Kennwerte des Profils zu bestimmen, wenn das Turbinenprofil verschiedene Kühlkonfigurationen an der Hinterkante aufweist. Die Kühlkonfigurationen wurden gemeinsam von MTU und DLR definiert. Eine der untersuchten Konfigurationen weist einen Schlitz in der Hinterkante selbst auf. Eine zweite Konfiguration besitzt einen druckseitigen Kühlschlitz, dieser befindet sich jedoch hinter einer rückspringenden Stufe ('Cutback') auf der Druckseite (siehe nebenstehendes Bild). Der interne Schlitz von Konfiguration 2 wurde weiterhin auch möglichst realitätsnah gestaltet. Die dritte Konfiguration weist keinen Kühlschlitz auf, sondern eine Bohrungsreihe auf der Druckseite stromauf der Hinterkante. Die Hinterkantendicke ist bei allen Konfigurationen gleich. Die drei Kühlkonfigurationen werden jeweils in ein Turbinengitter mit Schaufeln größtmöglicher Sehnenlänge eingebaut.
Die aerodynamischen Kennwerte der drei Konfigurationen werden mit Hilfe von Sonden ermittelt. Die Filmkühleffektivität des druckseitigen Profilabschnitts hinter dem Kühlschlitz wird sowohl mit der Infrarotmesstechnik, als auch mit Thermofolien ermittelt. Dazu kann die Kühlluft mit Hilfe eines Wärmetauschers um etwa 40 Grad gegenüber der Hauptströmung abgekühlt werden.
MTU und RRD werden die experimentellen Ergebnisse mit CFD-Rechnungen vergleichen, wobei hauptsächlich der Mischungsprozess an der Hinterkante untersucht werden soll.
Darüber hinausgehende Informationen zum gesamtem AITEB-2-Projekt sind auf der folgenden Web-Seite zu finden: http://www.aiteb-2.eu.
Autoren: Fritz Kost, Hans-Jürgen Rehder