Investigation of film cooling effectiveness on a flat plate with super-imposed pressure distribution and separation bubble in periodically unsteady flow

周期性非定常流动中叠加压力分布和分离气泡的平板气膜冷却效果研究

• 批准号: 5402936
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jean Hourmouziadis
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Luft- und Raumfahrt (ILR)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2004-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5402936?language=en
• 关键词: Investigation; film; cooling; effectiveness; flat

Aus heutiger Sicht ist die Kühlung von Bauteilen in Triebwerken aufgrund der hohen Temperaturbelastung nicht mehr wegzudenken. Die Filmkühlung von Turbinenschaufeln ist eine der weitverbreitetsten und effizientesten Kühlmethoden, die derzeit in Turbomaschinen eingesetzt werden. Hierbei wird Kühlfluid durch Bohrungen in das Strömungsfeld eingeblasen, das einen schützenden Kühlfilm an der Oberfläche eines Bauteils bildet. Diese eingeblasenen Kühlstrahlen werden von der instationären Zuströmung der Turbinenschaufeln beeinflussen. Diese Beeinflussung kann die gesamte Kühleffektivität eines ausgelegten Kühlsystems stark verringern. Aus diesem Grund ist es wichtig, diesen Zusammenhang in periodisch instationärer Strömung zu untersuchen. Es ist auch bekannt, dass sich bei den heutzutage eingesetzten hochbelasteten Schaufeln fast immer Betriebspunkte einstellen, bei denen Ablöseblasen am Schaufelprofil auftreten. Das Phänomen der Ablöseblasen wird heutzutage als sehr wichtig eingeschätzt, weil sie das Strömungsfeld empfindlich verändern können. Deshalb wird derzeit auch schon über Ablösungen und Ablöseblasen in stationärer und instationärer Strömung geforscht. Es gibt keine detaillierten Untersuchungen, die das Phänomen der Filmkühlung in instationärer Strömung mit Ablöseblasen untersuchen, obwohl die Filmkühlung im Betrieb realer Triebwerke einem solchen Strömungsfeld ausgesetzt ist. Es ist sehr wichtig bestehende primäre und sekundäre Einflussgrößen herauszufiltern und zu untersuchen, unter welchen Bedingungen in einem solchen Strömungsfeld optimale Filmkühleffektivitäten auftreten. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist es, den Einfluss einer Ablöseblase und einer periodisch instationären Außenströmung auf den Kühlluftstrahl durch 3-dimensionale Geschwindigkeitsmessungen mit einem Tripel-Hitzdraht zu untersuchen und damit die in einem Vorprojekt entstandenen Fragen zu klären. Der Einfluss der Reynoldszahl, der Ausblaserate, der Strouhalzahl und des Amplitudenverhältnisses sollen untersucht werden. Die Versuche sollen unter Einhaltung der Reynolds- und der Strouhal-Ähnlichkeit von Turbomaschinen, sowie unter ähnlichen aufgeprägten Druckverteilungen stattfinden. Die Ergebnisse stehen auch zur Validierung von CFD-Verfahren zur Verfügung.

因此，在高温度下，在Triebwerken中的Bauteilen的Kühlung不是梅尔。Die Filmkühlung von Turbinenschaufel is eine der weitverbreitetsten und effizientesten Kühlmethoden，die derzeit in Turbomaschinen eingesetzt韦尔登.在这里，Kühlfluid通过Bohrungen在Strömungsfeld的一个爆炸，das einen schützenden Kühlfilm an der Oberfläche eines Bauteils bildet。这是一种由涡轮增压器的安装结构引起的韦尔登。这一影响可以使一个完整的Kühleffektivität Kühlsystems变得非常明显。从这个角度看，这是一个很好的例子，因为它可以在周期性的固定时间内运行。这也是显而易见的，因为它的高度可以使Schaufeln快速地安装，因为它可以在Schaufelprofil的基础上进行扩展。这是一个非常重要的现象，因为它的强度很大。Deshalb wird derzeit auch schon über sungen und suneseblasen in stationärer und instationärer Strömung geforscht. Es gibt keine detaillierten Untersuchungen，die das Phänomen der Filmkühlung in instationärer Strömung mit Schöseblasen untersuchen，obwohl die Filmkühlung im Betrieb real Triebwerke einem solchen Strömungsfeld ausgesetzt ist. Es ist sehr wichtig bestehende primäre und sekundäre Einflussgrößen herauszufiltern und zu untersuchen，unter welchen Bedingungen in einem solchen Strömungsfeld optimale Filmkühleffektivitäten auftreten.这是一个三维几何风场的影响，它通过一个Tripel-Hitzdraht的三维几何风场测量，在一个Vorprojekt标准框架中产生一个周期性的瞬时气流。这些影响来自于能量、膨胀、膨胀和振幅的绝对值韦尔登。在涡轮机的雷诺和涡轮增压器的作用下，涡轮增压器的压力会增大。该工程也可用于CFD验证。