Untersuchung des Ausgleichs von Temperaturinhomogenitäten in Turbinen auf Basis numerischer Strömungssimulation

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Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit moderner Gasturbinen und Flugtriebwerke durch Erhohung des thermischen Wirkungsgrades ist die Anhebung der Turbineneintrittstemperatur eine wesentliche Maßnahme. Da die Turbineneintrittstemperaturen aber deutlich über der zulassigen Materialtemperatur der verwendeten Werkstoffe liegen müssen die Schaufeln der ersten Turbinenstufen gekühlt werden. Die dazu notwendige Kühlluft wird aber dem Verdichter entnommen und beeinträchtigt dadurch Leistung und Wirkungsgrad. Um also für eine vorgegebene Lebensdauer nur eine möglichst minimale Kühlluftmenge einsetzen zu müssen ist ein gezieltes Design der Kühlkonguration erforderlich. Für dieses Design ist die genaue Kenntnis der Temperaturverteilung am Eintritt in die Turbine und deren Entwicklung innerhalb der Turbine notwendig.