Parametrische Untersuchung der Leckageluftausblasung zur Seitenwandk��hlung einer Turbinenleitschaufel
| Autor: | Müller, Gunther |
|---|---|
| Jazyk: | němčina |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| DOI: | 10.26204/kluedo/6754 |
| Popis: | In order to achieve the emission goals put forward in the Paris agreement, the continued development of gas turbines and their components need to be the focus of current energy research. The high-pressure turbine downstream of the combustor still offers great potential for optimization, and in this context the cooling methods are of particular interest, as these contribute significantly to the overall efficiency of the gas turbine. This dissertation addresses the subtopic of film cooling methods and investigates the applicability of a slot between the combustor and the NGV, required for assembly purposes, as a source of endwall cooling. This experimental study has several goals: First, different leakage slot cooling configurations are analyzed with respect to the influences of different parameters by a variation of the same. Second, the configurations are also evaluated with regard to their film cooling capabilities. In addition to the Pressure Sensitive Paint measurement technique for determining the film cooling effectiveness, oil flow visualizations on the endwall as well as five-hole probe measurements in the vane wake region are used to assess the effects on aerodynamics. In the overall context, this enables the evaluation of the film cooling performance. All of the measurements described above were carried out for two nozzle guide vane profiles with significantly different design characteristics in order to point out, in a further step, a possible transferability of the results or even the existence of correlations for the leakage slot parameters investigated. The findings of this comprehensive, comparative parameter analysis reveal that, although some slot configurations show consistent result tendencies to some extent, they are not readily transferable or generally valid. As a final result, it becomes clear that the robust design of such cooling concepts should follow a specific approach and has to take into account the ensuing components. Um die Emissionsziele des ��bereinkommens von Paris zu erreichen, muss die Weiterentwicklung von Gasturbinen und deren Komponenten im Mittelpunkt der aktuellen Energieforschung stehen. Ein nach wie vor hohes Optimierungspotential bietet hierbei die sich der Brennkammer anschlie��ende Hochdruckturbine und hierin die Verbesserung der K��hlmethoden, da diese einen signifikanten Beitrag zum Gesamtwirkungsgrad der Gasturbine beitragen. Diese Dissertation nimmt sich dem Teilgebiet der Filmk��hlungstechnologie an und untersucht die Anwendbarkeit eines konstruktiv bedingt vorhandenen Leckagespalts zur aktiven K��hlung der Seitenwand in der ersten Turbinenleitschaufelreihe. Die experimentell durchgef��hrte Studie analysiert in Form einer Parametervariation verschiedene Leckagespaltk��hlungskonfigurationen, um einerseits die Einfl��sse der Parameter zu identifizieren und andererseits die Konfigurationen auch hinsichtlich der Filmk��hlwirkung zu bewerten. Hier kommen neben der Pressure Sensitive Paint Messtechnik zur Bestimmung der Filmk��hleffektivit��t auch ��lanstrichbilder der Seitenwand sowie F��nflochsondenmessungen am Schaufelaustritt zum Einsatz. Dadurch werden zus��tzlich die Auswirkungen auf die Aerodynamik beurteilt. Alle Messkampagnen wurden dabei f��r zwei, sich im Auslegungsprinzip markant unterscheidende Leitschaufelprofildesigns durchgef��hrt, um in einem weiterf��hrenden Schritt eine ��bertragbarkeit der Erkenntnisse oder gar korrelative Zusammenh��nge f��r die untersuchten Leckagespaltparameter aufzuzeigen. Die Ergebnisse dieser umfassenden, komparativen Parameteranalyse decken auf, dass zwar einige Spaltkonfigurationen in Ans��tzen konsistente Ergebnistendenzen aufweisen, jedoch nicht ohne weiteres ��bertragbar sind oder eine Allgemeing��ltigkeit erkennen lassen. Im Endresultat wird dadurch deutlich, dass die robuste Auslegung solcher K��hlkonzepte zum einen spezifisch und zum anderen auch unter Ber��cksichtigung der verbundenen Komponenten erfolgen sollte. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|