Wärmeübertragung

Ziel des Projektes ist es, neue effiziente Simulationsverfahren für die Analyse transienter konjugierter Wärmeübertragungsprozesse in Flugtriebwerken unter Verwendung von Open Source CFD-Paketen weiter zu entwickeln. Dazu sollen detaillierte experimentelle Untersuchungen mit einer vorhandenen Versuchseinrichtung für lokale Wärmeübergangsmessungen mit optischen Verfahren eingesetzt werden, die die Entwicklung und Verifizierung der Simulationsansätze unterstützen.

Kontaktperson: Christopher Hartmann, M.Sc.

Kontaktperson: Julian Härter, M.Sc.

Moderne Gasturbinenschaufeln sind hohen thermischen Belastungen ausgesetzt und müssen effizient gekühlt werden. Eine vielversprechende Möglichkeit zur Kühlung der Schaufelvorderkante stellt die so genannte Zyklonkühlkammer, auch Wirbelrohr genannt, dar.
Ein Wirbelrohr besteht aus einem Rohr mit einem oder mehreren tangentialen Einlässen, welche der Strömung einen starken Drall aufprägen. Die daraus resultierenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten in Wandnähe und die starke turbulente Durchmischung erzielen hohe Wärmeübergangskoeffizienten. Ziel des Projektes ist es, verschiedene divergente Querschnittsverläufe entlang des Wirbelrohres und deren Auswirkung auf die Strömung und den Wärmeübergang zu untersuchen.

Kontaktperson: Lukas-Maximilian Loidold, M.Sc.

Thermisch hochbelastete Turbinenschaufeln sind mit internen Kühlkanälen ausgestattet. Am ITLR werden solche Kühlsysteme schon lange mittels der transienten Flüssigkristall-Messmethode untersucht, um die Wärmeübergangsverteilungen an den Kühlkanalwänden zu bestimmen. Ein neu entwickelter rotierender Versuchsstand ermöglicht es uns jetzt auch, derartige Kühlsysteme unter Rotationseinfluss zu untersuchen. Die Kühlluftströmung wird hier zusätzlich durch Corioliskräfte und rotationsbedingte Auftriebskräfte beeinflusst, was die Wärmeübergangsverteilung deutlich verändern kann.

Kontaktperson: Dipl.-Ing. Christian Waidmann