Kühlung

Der Wirkungsgrad des Gesamttriebwerks hängt maßgeblich von der Eintrittstemperatur der Strömung in die Turbine ab. Diese Strömungstemperatur am Eintritt in die Turbine liegt weit über der Schmelztemperatur der eingesetzten Materialien. Ein sicherer Betrieb ist nur durch ein ausgefeiltes Kühlungskonzept möglich.

Die grundlegenden Forschungsaktivitäten des Instituts im Bereich Kühlung beinhalten hochauflösende numerische Simulationen und Versuche an diversen Prüfständen. Hierbei werden innovative Kühlkonzepte für die Innen- und Außenkühlung von Turbinenschaufeln sowie für die Gehäuseinnenkühlung untersucht. Der Einfluss von Rotation aufgrund der rotierenden Beschaufelung in der Turbine wird an einem speziellen Prüfstand detailliert vermessen.

Der Rotationsprüfstand dient zur Untersuchung des Einflusses der Rotation auf verschiedene Kanalströmungen. Hierbei liegt das Hauptinteresse auf dem Wärmeübergang zwischen Kanalwänden und Strömung.

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Mit dem Zyklon-Filmkühl-Prüfstand werden die Auswirkungen der Zyklonkühlung (konvektive Innen-kühlung) auf den Kühlfilm an der Oberfläche einer Turbinenschaufel untersucht. Ziel hierbei ist es, die Turbinenschaufelkühlung zu steigern und somit die Effizienz eines Triebwerks zu verbessern.

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Der Prallkühlprüfstand dient zur Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter auf die Kühleffektivität einer Prallkühlung. Variable Parameter sind hier unter anderem der Abstand zwischen Prallplatte und Loch sowie die Lochgeometrie selbst.

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In den Fokus der Betrachtung und Bewertung von Kühlkonzepten gerät zunehmend deren instationäres Verhalten. Wir untersuchen daher für verschiedene Turbinenkomponenten innovative Konzepte, die durch ausgeprägte Strömungsinstationaritäten zu erhöhten Wärmeübergängen führen.

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