Experimentelle Untersuchung der Aerothermodynamik eines Verdichterprofils

Maßnahmen der Prozessoptimierung von Gasturbinen stellen zunehmende Anforderungen an das Thermalmanagement im Verdichtersystem. Die damit einhergehende Interaktion von Wärmeübertragung und Aerodynamik an Verdichterprofilen wurde bislang wenig untersucht. Um in diesem Forschungsbereich hochwertige experimentelle Ergebnisse zu erzielen, wurden erforderliche Mess- und Auswertemethoden für den Einsatz unter nicht-adiabaten Bedingungen entwickelt oder erweitert. Das Profil wurde über einen weiten Bereich an Betriebspunkten mit unabhängiger Variation von Machzahl und Reynoldszahl der Zuströmung experimentell untersucht. Unter Einfluss von Wärmeübergang findet eine deutliche Erhöhung von Profilverlusten sowie eine Reduktion der Umlenkung gegenüber dem Verhalten bei adiabater Schaufel statt. Wesentliche Ursachen und Einflussgrößen auf das Ausmaß der Verlusterhöhung wurden identifiziert. Zusätzlich liefern die Ergebnisse der stationären und instationären Messungen im Nachlauf zahlreiche weitere Erkenntnisse zur Ausprägung der Kàrmàn'schen Wirbelstraße und dem damit einhergehenden Eckert-Weise-Effekt. Die präsentierten Grundlagenuntersuchungen tragen damit zu einem wichtigen Teil zum Verständnis des qualitativen und quantitativen Einflusses von Wärmeübertragung auf die Profilaerodynamik bei.