Strömung und Wärmeübergang in komplexen Prallkühlungskonfigurationen zur Kühlung zukünftiger Gasturbinenschaufeln

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jens von Wolfersdorf
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik ; Strömungs- und Kolbenmaschinen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 174897839

Zukünftige Kühlungskonzepte für Laufschaufeln von Flugtriebwerken und Gasturbinen müssen gezielt die lokalen Wärmeübergangseigenschaften an die lokalen Heißgasbelastungen anpassen. Hier kommt der Anwendung einzelner integriert gegossener Prallkühlungsstrahlen und ihrer Interaktion besondere Bedeutung zu. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es, ein detailliertes Verständnis der Strömungs- und Wärmeübertragungseigenschaften in einer wandintegrierten Prallkühlungsanordnung anhand sich ergänzender experimenteller und numerischer Untersuchungen zu erlangen. Dabei sollen die Arbeiten auf Fragestellungen ausgerichtet sein, welche den Einfluss eingeschränkter geometrischer Bedingungen auf die Geschwindigkeitsverteilung und das Mischungsverhalten der Strahlen, die Bestimmung geeigneter Referenztemperaturen für die Modellbildung und die Bewertung des Einflusses des Wärmeaustausches auf die lokalen Wärmeübergangsbedingungen umfassen. Die Forschungsarbeiten sollen im mittels berührungsloser Messverfahren für die Strömungsmessung (Particle Image Velocimetry) und für die Ermittlung der Temperatur- und Wärmeübergangsbedingungen (Thermochromatische Flüssigkristalle) durchgeführt werden. Die komplementär durchzuführenden numerischen Untersuchungen sollen vorhandene Softwarepakete mit eigenen Modellerweiterungen einsetzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen