Messung der Abströmung eines Schwachreaktions-Turbinengitters mittels pneumatischer Dreilochsonde und Hitzdrahtanemometrie

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die aerodynamische Untersuchung von Laufschaufeln (S85) einer axialen Kaltluftturbine in einem linearen Gitterwindkanal des Institutes für Energietechnik und Thermodynamik der Technischen Universität Wien. Dazu wurde ein ebenes Schaufelgitter aus neun identischen Profilen hergestellt. Es handelt sich um Schwachreaktionsprofile, die im Auslegungspunkt mit einer Machzahl kleiner 0,2 angeströmt werden. Anschließend wird das Schaufelgitter in den Windkanal eingebaut und der Nachlauf mit einer Dreilochsonde (SVUSS/3 Kobra-Sonde), einer Eindrahtsonde (DANTEC 55P11) und einer Zweidrahtsonde (DANTEC 55P62) gemessen. Die Totaltemperatur sowie der statische Druck und der Totaldruck vor dem Schaufelgitter werden ebenfalls aufgenommen, um den Profilverlust auswerten zu können. Ziel dieser Arbeit und der vorhergehenden Arbeiten zur Kaltluftturbine ist die Aktivierung eben dieser für Forschungszwecke an der Technischen Universität Wien. Es soll in Zukunft eine Methode zur Verringerung der Radialspaltverluste in der Kaltluftturbine untersucht werden. Erste Ergebnisse der Methode „Passive Einblasung“ wurden in Versuchen im linearen Gitterwindkanal experimentell ermittelt und lassen beträchtliche Wirkungsgradsteigerungen erwarten.

The aim of this work is the aerodynamic wake characterization of rotor blades (S85), which are used in an axial cold air turbine. For the experimental investigation the wind tunnel of the Institute for Energy Systems and Thermodynamics at the Technische Universität Wien is used. A linear cascade with nine identical profiles is built. The used profiles are low-reaction turbine blades, for which the incoming flow has a Mach number of less than 0,2 at the design point. The cascade is installed in the wind tunnel and the wake is measured using a 3-hole probe (SVUSS/3 Cobra probe), a single-sensor wire probe (DANTEC 55P11) and a dual-sensor wire probe (DANTEC 55P62). The total temperature as well as the static pressure and the total pressure in front of the cascade are also measured to make a statement about the profile loss.The aim of this work and previous works on the matter serve the activation of the cold air turbine for research purposes at the Technische Universität Wien. In the future, a method for reducing the radial gap losses in the cold air turbine will be investigated. First results of this "passive injection" method were determined experimentally and give reason to expect considerable efficiency increase.