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TU Berlin

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Aerodynamik des Tandemgitter II

Moderne Gasturbinen haben höchste Anforderungen bezüglich Umweltverträglichkeit und wirtschaftlicher Effizienz zu erfüllen. Die Reduzierung des spezifischen Treibstoffverbrauchs ist von zentraler Bedeutung und kann durch die Steigerung des Druckaufbaus pro Stufe erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Anzahl der Schaufeln über den Umfang pro Stufe zu verringern. Beide Ansätze bewirken eine Erhöhung der aerodynamischen Belastung an den Verdichterschaufeln.

Konventionelle Verdichtergitter stoßen hierbei an ihre Grenzen. Aufgrund des großen positiven Druckgradienten im hinteren Bereich der Schaufel wächst die Grenzschicht stark an, die Strömung kann der Profilkontur nicht mehr folgen und löst ab. Ein hoher Anstieg der Strömungsverluste und ein Zusammenbruch des Druckaufbaus sind die Folge. Abhilfe können hier Tandemschaufeln schaffen. An diesen wird durch die entstehende Schlitzströmung die Strömung an der hinteren Schaufel re-energetisiert und eine neue, dünnere Grenzschicht ausgebildet.

Sekundärströmungsfeld an Tandemschaufeln mit Wandspalt
Abbildung: Sekundärströmungsfeld an Tandemschaufeln mit Wandspalt
Lupe


Das am Fachgebiet erfolgreich durchgeführte Vorhaben „Aerodynamik des Tandemgitters“ beschäftigte sich mit beidseitig eingespannten Statoren. In dem Projekt „Aerodynamik des Tandemgitters II“ wird speziell der Einfluss des Wandspalts auf das Strömungsfeld und das sich ausprägende Sekundärströmungsfeld untersucht. Die ohnehin schon komplexe Strömungsstruktur erhält dadurch noch einen weiteren Einflussfaktor, der Strömungsbild, Verlustentwicklung und Umlenkungsverteilung der Schaufel beeinflusst.

Die Forschungsaufgabe wurde von der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) e.V. gestellt. Das Forschungsvorhaben wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (iGF.Nr 19268 N) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) e.V. aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestags gefördert.

Ansprechpartner: M.Sc. Liesbeth Konrath


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Kontakt

M.Sc. Liesbeth Konrath
Tel. +49 (0)30 314-25008
Institut für Luft- und Raumfahrt
Raum F 004

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