B. Ober, T. Eisfeld, F. Joos

Das Laboratorium für Strömungsmaschinen der Helmut-Schmidt-Universität unterhält einen Hochgeschwindigkeitsgitterwindkanal zur Untersuchung von Schaufelprofilen von Axialturbomaschinen. Die Vorteile, die die Analyse von Schaufelprofilen in einem Gitterwindkanal in Bezug auf Kosten und optische Zugänglichkeit mit sich bringt, werden durch Einflüsse der wandnahen Grenzschicht auf die gesamte Strömung erkauft. Die Besonderheit des Windkanals am Laboratorium für Strömungsmaschinen besteht zum einen in der Behandlung der wandnahen Grenzschicht, die es erlaubt, die Einflüsse dieser auf die Strömung im Mittelbereich zu unterbinden und zum anderen in der Möglichkeit, die Luftströmung mit Wassertropfen zu versetzen und somit eine Zweiphasenströmung zu erhalten. Die Reduzierung der Grenzschicht erfolgt mit Hilfe einer Eindüsung zur Reenergetisierung des Geschwindigkeitsprofils. Die Wirksamkeit dieser Methode wurde sowohl numerisch als auch experimentell nachgewiesen. Die Möglichkeit, die Messstrecke mit einer Zweiphasenströmung zu speisen, ermöglicht insbesondere Untersuchungen mit Bezug auf die Tropfen-Schaufel-Interaktion. Eine kurzfristig anstehende Erweiterung des Versuchsaufbaus wird eine stufenlose Verstellung des Anstellwinkels der Schaufelprofile ermöglichen. Die somit gewonnene Funktionalität erlaubt die Vermessung des gesamten Betriebsbereiches ohne die Durchführung von Umbaumaßnahmen. Die Vermessung der Verlustpolaren erlaubt die Beurteilung der Strömung in einem weiten Betriebsbereich des entsprechenden Schaufelprofils, was in Fluganwendungen von besonderem Interesse ist und lässt somit auch eine vergleichende Aussage über das Verhalten der Schaufeln in einer trockenen sowie einer Zweiphasenströmung zu. Dieser Beitrag legt die Wirksamkeit der Behandlung der wandnahen Grenzschicht und die Überlegenheit der gewählten Methode dar. Zudem wird der Einfluss der Zweiphasenströmung auf die Profilumströmung anhand von Messwerten aufgezeigt. Darüber hinaus wird die zukünftige Nutzung der durch die Umbauten gewonnenen Funktionalität und die damit verbundene Annäherung an die anwendungsnahe Forschung beleuchtet.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2010

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress Tagungsband - Manuskripte, 2010, 2010, ; S.1179-1186; 2010; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

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2010