Filmkühlungsuntersuchungen am High-Speed Turbinen-Prüfstand
Um die Effizienz zu erhöhen und damit die Umweltbilanz zu verbessern, arbeiten moderne Gasturbinen mit sehr hohen Prozesstemperaturen, die die Schmelztemperaturen von hochwarmfesten Stählen weit übersteigen. Damit die Komponenten der Turbine durch die hohen Temperaturen nicht beschädigt werden, ist eine aktive Kühlung erforderlich.
Am High-Speed Turbinen-Prüfstand wird unter maschinenähnlichen Strömungsbedingungen untersucht, inwieweit mit Sperrluft beaufschlagte Spalte zwischen den Komponenten einer Turbine zur gezielten Ausblasung von Kühlluft genutzt werden können. Hierbei kommen eine Vielzahl an Messtechniken zum Einsatz, unter anderem Pressure Sensitive Paint, IR-Thermografie und Fünflochsonden.
In seiner neusten Ausbaustufe mit gekrümmter Kaskade können am Prüfstand Leitschaufelströmungen unter Berücksichtigung des radialen Druckgradienten untersucht werden, der in drallbehafteten Strömungen natürlicherweise entsteht und prinzipbedingt in linearen Kaskaden nicht reproduziert werden kann.
Die Untersuchungen sollen darüber Aufschluss geben, inwieweit die Kühlluftausbreitung durch den radialen Druckgradienten und dessen Einfluss auf Sekundärströmungen beeinflusst wird. Das hierbei eingesetzte und aerodynamisch optimierte Turbinenleitschaufeldesign wurde vom Industriepartner MAN Energy Solutions zur Verfügung gestellt.
Der Prüfstand wurde mit Unterstützung der universitätseigenen Metall- und Elektronikwerkstätten gefertigt. Nähere Informationen sind unter folgendem Link zu finden.
Weitere Fragen beantwortet gerne Christian Landfester.