Fördergeber Programmdirektion Energie und Verkehr
Beteiligte Institute Institut für Antriebstechnik mit den Abteilungen:
Projektinhalt
Das DLR-interne Projekt HEAT beschäftigt sich mit dem Wärmehaushalt von Turbinenschaufeln. Diesem Thema nähert sich das Projekt auf verschiedenen Wegen. Zum einen werden Experimente durchgeführt um ein besseres Verständnis des für die Wärmebelastung wichtigen Wärmeübergangskoeffizienten zu erhalten. Des Weiteren werden die experimentellen Ergebnisse zur Validierung des DLR-eigenen Navier-Stokes-Codes TRACE, welche speziell auf die Bedürfnisse von Turbomaschinen entwickelt wird, verwendet. Anhand der Validierungsdaten werden Schwachstellen bei TRACE identifiziert und Lösungsansätze dafür entwickelt und umgesetzt. Zudem wird auf die immer stärkere Integrierung von numerischen Werkzeugen in der Auslegung und Optimierung von Turbinen eingegangen. Dazu werden Programme zur parametrisierten Geometrieerstellung z.B. von Kühlkanälen entwickelt.
Die experimentellen Untersuchungen werden an einem vom DLR ausgelegten Rotorprofil durchgeführt. Dazu gehören Sondenmessungen, PIV-Messungen und Infrarotmessungen zur Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten. Für dieses Rotorprofil wird eine konturierte, d.h. nicht achsensymmetrische Plattform ausgelegt und optimiert. Das geschieht zum einen auf Hinblick der Aerodynamik aber auch unter Berücksichtigung des Wärmeübergangskoeffizienten.
Turbinenschaufel mit Kanälen zur Innenkühlung
Literatur:
Beuermann, Rochhausen, Pahs: NUMERICAL INVESTIGATION OF HEAT TRANSFER AND COOLING EFFECTIVENESS WITHIN A LPT-VANE CASCADE AND ITS COMPARISON TO EXPERIMENTAL RESULTS ASME-paper GT2012-69861