High Reynolds Number Turbine (HiReNT)

Beim HiReNT handelt es sich um einen hochskalierten, 1,5 stufigen Turbinenprüfstand. Die Turbinengeometrie ist der einer modernen Hochdruckturbine nachempfunden. Die Messstrecke wird im quasi-offenen Kreislauf betrieben, wobei die Versuchshalle als Rückführung dient und eine Einstellung der Turbineneintrittstemperatur durch Luftaustausch mit der Umgebung ermöglicht. Die Kavität zwischen Stator 1 und Rotor kann durch ein Sekundärluftsystem versorgt werden und ermöglicht die Untersuchung der Interaktion zwischen Sperrluft und Hauptstrom.

Beide Statorreihen sind zum Gehäuse hin unabhängig drehbar gelagert, was eine Traversierung des Strömungsfelds in Umfangsrichtung ermöglicht. Messtechnik kann so gehäusefest angewendet werden und ermöglicht die Vermessung vollständiger Strömungstraversen.

Durch entsprechende Triggerung instationärer Messtechnik lassen sich Strömungsgrößen im Rotorrelativsystem ermitteln. Der Einsatz der Particle-Image-Velocimetry mit Verwendung von Endoskopen ermöglicht so beispielsweise die detaillierte Vermessung der Sekundärströmungen in der Rotorpassage.

Der HiReNT wird derzeit zur Erprobung und Weiterentwicklung von Messtechniken für rotierende Turbinenprüfstände genutzt.

Leistung Primärgebläse (max.): 630 kW
Leistung Sekundärgebläse (max.): 11,5 kW
Massenstrom (max): ~ 8 kg/s
Druckverhältnis: ~ 1,15
Drehzahl Turbine: bis 1500 U/min
Nabendurchmesser 677 mm
  • Druck- und Temperatur-Kammsonden
  • 5-Loch-Sonden
  • Statische Druckbohrungen auf Schaufelprofil und -endwand
  • Drehmomentmessung
  • Massenstrommessung
  • Telemetrie zur Bestimmung von Druckwerten im rotierenden System
  • Particle Image Velocimetry (PIV)
  • CO2 Tracergasmesstechnik
  • Infrarot-Thermographie
  • Instationäre Druckmessung
  • Hitzdrahtanemometrie

Instationäre Systemmodellierung von Flugtriebwerken

Das projektübergreifende wissenschaftliche Ziel des Forschungsprogramms ist die Entwicklung fortschrittlicher Methoden, Modelle und Technologien, um Flugtriebwerke als Gesamtsystem zeitaufgelöst zu beschreiben. Die das Kolleg tragenden Wissenschaftler gehen dabei von einem integralen Ansatz aus, der die Arbeitsbereiche Strömung und Verbrennung, Fluid-Struktur-Kopplung und Regelungstechnik, Mechatronische Systeme und Rotordynamik sowie die mathematischen Methoden umfasst. Neben dieser Systembetrachtung stellt die zeitaufgelöste Analyse den zweiten wissenschaftlichen Kern des Forschungsprogramms dar. Speziell an diesem Prüfstand soll mit Hilfe der PIV eine umfangreiche Datenbasis für die numerischen Berechnungen innerhalb des Graduiertenkollegs geschaffen werden.