Studentische Arbeiten

Die Reduktion klimaschädlicher Treibhausgase bedingt moderne Verbrennungskonzepte basierend auf Wasserstoffverbrennung. Die Verbrennung von Wasserstoff bedeutet neuartige Turbineneintrittsbedingungen. Zur Zulassung neuartiger Triebwerke mit Wasserstoffverbrennung sind umfassende Untersuchungen des Einflusses von Wasserstoffverbrennung auf die Hochdruckturbine durchzuführen. Am GLR wird hierfür in Kooperation mit Rolls-Royce Deutschland ein variabler Turbulenzgraderzeuger für Untersuchungen am Large Scale Turbine Rig ausgelegt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens gilt es zunächst einen Turbulenzgraderzeuger numerisch auszulegen, der die Turbineneintrittsbedingungen einer Wasserstoffverbrennung abbildet. Hierfür ist ein numerischen Setup aufzubauen, eine Parameterstudie zur Identifikation von Sensitivitäten auf die Turbineneintrittsbedingungen durchzuführen und die Geometrie für einen Turbulenzgraderzeuger festzulegen, welche sämtliche aerodynamischen Anforderungen erfüllt.

Aerothermale Optimierungen sind Stand der Technik in der Entwicklung moderner Gasturbinen und Triebwerke. Derzeitiger Gegenstand der Forschung am Large Scale Turbine Rig (LSTR) sind Kühllufteinblasungen an der äußeren Endwand und deren Einfluss auf die Strömung im äußeren Ringkanal. PSP ist eine hoch-auflösende, optische Messtechnik mit der die Filmkühleffektivität an der äußeren Endwand bestimmt werden kann. Gegenstand der Thesis sind die Erarbeitung einer Methode zur Durchführung von thermischen Messungen an der äußeren Endwand. Hierzu ist das vorhandene PSP-System auf die neue Messaufgabe zu übertragen, damit anschließend Voruntersuchungen durchgeführt werden können. Ziel der Arbeit ist die Erarbeitung einer Methode für PSP-Messungen an der äußeren Endwand des LSTRs sowie Durchführung von PSP Messungen.

Die Herausforderungen bei der Entwicklung moderner Triebwerke und Gasturbinen führen zu komplexen, dreidimensionalen, interdisziplinären Strömungsvorgängen. Zum Verständnis und zur weiteren Optimierung sind daher experimentelle Untersuchungen notwendig. Dabei werden die experimentelle Untersuchungen im Turbomaschinenlabor zunehmend mit hochauflösenden, multiphysikalischen Messsystemen durchgeführt. Aufgrund dessen benötigt das Turbomaschinenlabor des GLRs einen Windkanal, zur Erprobung und Entwicklung neuer, fähiger und hochgenauer Messtechniken. Die Konzeptentwicklung dieses ADPS ist der erste Schritt zur Weiterentwicklung solcher Messmethoden am GLR. Umfang des APDs ist u.a. die Gestaltung von Strömungspfad, Sondentraversierssystem, messtechnischen Zugängen, Betriebspunkteinstellung und Datenerfassung.

Die Reduktion klimaschädlicher Treibhausgase bedingt moderne Verbrennungskonzepte basierend auf Wasserstoffverbrennung. Die Verbrennung von Wasserstoff bedeutet neuartige Turbineneintrittsbedingungen. Zur Zulassung neuartiger Triebwerke mit Wasserstoffverbrennung sind umfassende Untersuchungen des Einflusses von Wasserstoffverbrennung auf die Hochdruckturbine durchzuführen. Am GLR wird hierfür in Kooperation mit Rolls-Royce Deutschland ein variabler Turbulenzgraderzeuger für Untersuchungen am Large Scale Turbine Rig ausgelegt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens gilt es zunächst einen Turbulenzgraderzeuger numerisch auszulegen, der die Turbineneintrittsbedingungen einer Wasserstoffverbrennung abbildet. Hierfür ist ein numerischen Setup aufzubauen, eine Parameterstudie zur Identifikation von Sensitivitäten auf die Turbineneintrittsbedingungen durchzuführen und die Geometrie für einen Turbulenzgraderzeuger festzulegen, welche sämtliche aerodynamischen Anforderungen erfüllt.