Untersuchung des Wärmeüberganges in einer turbulenten, nichtisothermen Grenzschicht über einer porösen Oberfläche bei Fremdgastranspiration

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Die Wärmeübergangs- und Haftreibungsverhältnisse sowie die Geschwindigkeits- und Temperaturprofile in einer turbulenten Grenzschicht über einer porösen Oberfläche werden durch die Transpiration eines Fluides senkrecht zur Hauptströmungsrichtung wesentlich beeinflußt. Die genaue Kenntnis dieser Einflüsse ist eine der Grundvoraussetzungen für die Auslegung eines transpirationsgekühlten Bauteiles. Eine zuverlässige und vor allem auf alle Anwendungen übertragbare Berechnungsmöglichkeit der Kühleffektivität ist jedoch mit den bis heute zur Verfügung stehenden theoretischen Ansätzen oder experimentellen Ergebnissen für dieses spezielle Kühlverfahren nicht verfügbar. Besonders die Untersuchung inhomogener (Fremdgastranspiration) und stark nichtisothermer Grenzschichten erweist sich nach eingehenden Literaturstudien als unzureichend. Dies wirkt sich äußerst nachteilig aus, da die Beeinflussung der Grenzschicht besonders von der Molekülmasse des Transpiranten abhängt.Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde eine Versuchsanlage errichtet, die in einer definierten turbulenten Plattengrenzschicht über eine Sinterplatte des Messung sowohl der Grenzschichtprofile (Geschwindigkeit, Temperatur) als auch die Bestimmung der Wärmeübergangsverhältnisse aus einer Energiebilanz bei Transpiration verschiedener Fluide erlaubt. Zusätzlich zu den experimentellen Untersuchungen soll die Aufbereitung theoretischer Grundlagen und Berechnungsalgorithmen zur Lösung der Bilanzgleichungen einer turbulenten Grenzschicht vorangetrieben werden, um die Meßwerte mit Berechnungsergebnissen zu vergleichen und die Rechenverfahren zur Behandlung meßtechnisch nicht erfaßbarer Betriebszustände einer Transpirationskühlung heranzuziehen.