Untersuchungen zur pulsierenden Prallkühlung im Turbinengehäuse

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Die Arbeit stellt grundlegende Überlegungen zur pulsierenden Prallkühlung im Turbinengehäuse an. Neben Large-Eddy-Simulationen an einem pulsierenden Prallstrahl, die es ermöglichen den Zusammenhang zwischen der Pulsationsamplitude, den damit einhergehenden instationären Strömungseffekten und der erreichbaren lokalen Wärmeübergangserhöhung zu beschreiben, wird eine Kühlkonfiguration für das Turbinengehäuse untersucht. Die Konfiguration besteht aus einer Gehäusekavität, die das periodisch instationäre Druckfeld der Rotorumströmung nutzt, um einen Prallstrahl in Pulsation zu versetzen. Durch eine Öffnung zwischen Kavität und Schaufelringraum breitet sich das Druckfeld des Rotors in die Kavität hinein aus und induziert darin ein oszillierendes Druckfeld. Die Auslegung und Funktionsweise der Kühlkonfiguration wird mithilfe hochaufgelöster instationärer numerischer Strömungssimulationen sowie im Rahmen einer experimentellen Studie bewertet.