Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses von rotationssymmetrischen Seitenwandkonturen auf die Strömung in Regelstufen von Dampfturbinen

Eine Methode zur Wirkungsgradsteigerung von Strömungsmaschinen ist die Seitenwandkonturierung des Strömungskanals der Leitradbeschaufelung. Durch die Konturierung werden die Sekundärströmungen im Leitrad beeinflusst und z. T. verringert, wodurch eine Wirkungsgraderhöhung der Beschaufelung erreicht werden kann. Besonders in Beschaufelungen mit geringen Schaufelhöhen, wie sie in Regelstufen von Dampfturbinen auftreten, ergeben sich große Potentiale zur Wirkungsgradsteigerung. Um das Verständnis der Einflüsse der Konturierung auf die Strömung in Regelstufen von Dampfturbinen zu erweitern, werden in dieser Arbeit sowohl numerische als auch experimentelle Untersuchungen an einem Versuchsträger durchgeführt. Die Konturen sind aus einer numerischen Optimierung mit Hilfe eines evolutionären Optimierers gewonnen. Diese Arbeit zeigt, wie mit Hilfe eines numerischen Optimierers und der Methode des Querdiffusors eine optimale Seitenwandkonturen gewonnen werden kann. Auf Basis experimenteller Untersuchungen an einem Versuchsträger wird der Einfluss der Seitenwandkonturierung validiert.