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Aerodynamisches Verhalten eines transsonischen Gasturbinenverdichters unter realistischen Einlaufstörungen

Jan Werner (Broschiert, Deutsch)

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Beschreibung
In Gasturbinenkraftwerken erfolgt die Luftzuführung zum Verdichter über ein komplexes Einlaufsystem. Durch die Art der Luftführung entstehen neben Druckverlusten zusätzliche Sekundärströmungen, die in einem inhomogenen Strömungsfeld an der Verdichtereintrittsebene resultieren. Der Einfluss dieser Einlaufstörungen auf das Betriebsverhalten einer Verdichterfrontstufe wird in der vorliegenden Arbeit mittels experimenteller und begleitender numerischer Untersuchungen analysiert. Die Experimente wurden an einem transsonischen Verdichterprüfstand durchgeführt. Die Kopplung einer maschinenähnlichen Zuströmstrecke mit einer repräsentativen Verdichterstufe ermöglicht die Untersuchung unter anwendungsnahen Betriebsbedingungen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich infolge der Strömungsumlenkung im Zuluftsystem zwei gegenläufig rotierende Wirbel ausbilden, die eine kombinierte Winkel- und Totaldruckstörung am Eintritt des Verdichters hervorrufen. Die Einlaufstörung wirkt sich auf das globale, stationäre Betriebsverhalten der Verdichterstufe in Form eines erhöhten Eintrittsdruckverlusts aus. Darüber hinaus breiten sich die Strömungsinhomogenitäten durch den Verdichter hindurch aus und beeinflussen das Betriebsverhalten der nachfolgenden Stufen in der Gesamtmaschine. Die axiale Störungsfortpflanzung durch den Rotor und den Stator verändert sich dabei grundlegend mit dem Betriebspunkt des Verdichters. Zusätzlich beeinflusst das Zuluftsystem das transiente Verhalten der Verdichterstufe an der aerodynamischen Stabilitätsgrenze. Zum einen wird für das Vorhandensein von Einlaufstörungen eine Erweiterung der Kennfeldbreite beobachtet. Zum anderen verändert sich mit der Zuströmgeometrie die Varianz und die Ausprägung der Phänomene, die sich nach Überschreitung der Stabilitätsgrenze einstellen.
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Technische Daten


Erscheinungsdatum
04.03.2025
Sprache
Deutsch
EAN
9783844099171
Herausgeber
Shaker
Serien- oder Bandtitel
Forschungsberichte aus dem Institut für Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe
Sonderedition
Nein
Autor
Jan Werner
Seitenanzahl
170
Auflage
1
Einbandart
Broschiert

Hersteller: Shaker Verlag GmbH, Am Langen Graben 15a, Düren, Deutschland, 52353, info@shaker.de

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