Transsonischer Gitterwindkanal

Der Prüfstand wird für wird für Untersuchungen an ebenen Verdichtergittern eingesetzt Strömungsphänomene im Verdichter eingesetzt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung von Strömungseffekten wie Ablösung und Transition und deren gezielter Beeinflussung. Darüber hinaus dient er zur Erprobung neuer Beschaufelungskonzepte sowie zur Validierung von Messtechniken und numerischen Modellen.

Die wesentlichen Vorteile der Untersuchung an ebenen Gittern liegen in der sehr guten messtechnischen und optischen Zugänglichkeit sowie in der Möglichkeit, aerodynamische und geometrische Parameter unabhängig voneinander untersuchen zu können, was an der realen Maschine nicht möglich ist. Der Windkanal besitzt eine Messstrecke mit variabler Kanalhöhe und ermöglicht Anströmmachzahlen bis Ma1 = 1.4 bei sehr stabilem Betriebsverhalten, insbesondere bei Schallanströmung (Ma1 = 1.0). Der Prüfstand wird im geschlossenen Kreislauf betrieben und erlaubt somit eine Variation der Reynoldszahl unabhängig von der Machzahl, wobei der Gesamtdruck und die Gesamttemperatur unabhängig voneinander eingestellt werden können. Diese Vielseitigkeit wird durch die zentrale Luftversorgung des DLR ermöglicht, was dem Prüfstand eine einzigartige Leistungs­­fähigkeit verleiht. Somit können Untersuchungen unter Bedingungen durchgeführt werden, die Machzahl- und Reynoldszahl-ähnlich sind, was insbesondere für Turbomaschinen-ähnliche Experimente von Bedeutung ist. Die Zuströmungsturbulenz ist mit lediglich 0.6-0.8 % äußerst gering, kann jedoch durch den gezielten Einsatz verschiedener Turbulenzgitter stufenweise auf über 4 % erhöht werden.

Aerodynamische Untersuchungen an Schaufelprofilen von Turbomaschinen stehen im Fokus des Transsonischen Gitterwindkanals.
Der Transsonischer Gitterwindkanal am Institut für Antriebstechnik in Köln

Eigenschaften des Prüfstands

Technology Readiness Level 3-5

Messtechnische und optische Zugänglichkeit

Untersuchung aerodynamischer und geometrischer Parameter unabhängig voneinanderr

Forschungsthemen

Validierung von Strömungsberechnungsmethoden

Entwicklung und Verifikation neuer Profilkonzepte

Qualifizierung neuer Messverfahren unter turbomaschinenähnlichen Strömungsbedingungen

Grundlegende Untersuchungen von Strömungsphänomenen der Turbomaschinen

von links: Ölanstrichbild der Profiloberseite, Profile eines Verdichtergitters,  Transsonisches Schaufelgitter
Profile eines Verdichtergitters vor dem Test am Transsonischen Gitterwindkanal
von links: Ölanstrichbild der Profiloberseite, Profile eines Verdichtergitters, Transsonisches Schaufelgitter

Technische Daten

  

Zuströmung

 

Machzahl

0,2 – 1,4

Reynoldszahl

1,0 x 105 – 2,0 x 106

Totaldruck

0,1 bar – 1,3 bar

Totaltemperatur

max. 310 K

Turbulenzgrad

0,6 - 4,0

Gitter

 

Einbauwinkel

80° - 160°

Kanalhöhe

15 mm - 300 mm

Schaufelhöhe

168 mm