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TU Berlin

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Dissertationen

Filmkühluntersuchungen in instationärer Strömung mit Ablöseblasen
Zitatschlüssel deinert_m_diss_2006
Autor Michaela Deinert
Jahr 2006
DOI 10.14279/depositonce-1306
Ort Berlin
Monat März
Notiz DGLR/Airbus Nachwuchspreis für eine herausragende Dissertation
Herausgeber DepositOnce - Institutional Repository for Research Data and Publications of TU Berlin
Wie herausgegeben In Copyright: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Schule Technische Universität Berlin
Zusammenfassung Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der Filmkühlung an einer ebenen Platte mit aufgeprägter, turbomaschinenähnlicher Druckverteilung in einem stationären und periodisch instationären Strömungsfeld. Die aufgeprägte Druckverteilung mit einem stark positiven Druckgradienten verursacht eine Ablöseblase an der Plattenoberfläche. Ziel der Untersuchung ist die Beschreibung ihrer aerodynamischen und aerothermodynamischen Wechselwirkung mit dem filmgekühlten Strömungsfeld und die Auswirkungen auf die Kühlung. Die experimentellen Untersuchungen wurden an einer Konfiguration mit 7 in einer Reihe befindlichen, 35° zur Horizontalen geneigten, zylindrischen Kühlbohrungen vorgenommen, deren Durchmesser 8 mm betrug. Die Messungen der Strömungstemperatur bzw. -geschwindigkeit wurden mit der Kaltdraht- bzw. Hitzdrahtanemometrie und Einzeldrähten durchgeführt. Zur Beschreibung der Oberflächentemperaturen wurde die Infrarot – Thermography eingesetzt. Die Messungen zeigten, dass, wenn die Kühlluft stromab der Ablöseblase eingeblasen wird, diese stromauf der Kühlbohrungen in stationärer wie auch periodisch instationärer Strömung weiterhin besteht. Ihr instationäres Verhalten bleibt hierbei weiterhin von der aufgeprägten, periodisch wechselnden Hauptströmung dominiert. Die Ausdehnung des Niedertemperaturgebietes um den Kühlstrahl herum ändert sich innerhalb der Zeitperiode aufgrund der sich periodisch ändernden Impulsrate und des sich ändernden, eingeblasenen Kühlmassenstroms. Es konnte ein Niedertemperaturgebiet nahe der Wand stromauf der Lufteinblasung im Bereich der Strömungsablösung in stationärer und periodisch instationärer Strömung beobachtet werden. Es konnte gezeigt werden, das innerhalb der Ablöseblase Kühlluft stromauf und auch quer zur Anströmung transportiert wird. Für die Ausdehnung dieses Gebietes bzw. der transportierten Menge ist die Größe des Strahlimpulses im stromauf liegenden Bereich der Kühlbohrung wichtig. Die Amplitudenrate der periodisch instationären Strömung beeinflusst die periodische Ausdehnungsänderung der Ablöseblase. Da dies aber größtenteils nur den Ablösewinkel und damit die Ausdehnung der Blase in der Höhe betrifft, hat dies keinen ausschlaggebenden Einfluss auf die Größe des Niedertemperaturgebietes stromauf.
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