Numerische Untersuchung des thermischen Mischungsverhaltens in Kühlluftstrahlen zur Vorderkantenkühlung von Gasturbinenschaufeln:
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Aachen
Mainz
2001
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INHALT
INHALT
BEZEICHNUNGEN
UND
ABKUERZUNGEN
V
1
EINLEITUNG
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG
1
1.2
STAND
DER
FORSCHUNG
4
1.2.1
VORBEMERKUNGEN
UND
DEFINITIONEN
4
1.2.2
EXPERIMENTELLE
ARBEITEN
7
1.2.3
NUMERISCHE
ARBEITEN
9
1.3
ZIELE
UND
LOESUNGSKONZEPT
12
2
GRUNDLAGEN
ZUR
SCHAUFELKUEHLUNG
17
2.1
KUEHL
VERFAHREN
FUER
GASTURBINENSCHAUFELN
17
2.1.1
KONVEKTIONS-UND
PRALLKUEHLUNG
18
'
2.1.2
FILMKUEHLUNG
20
2.1.3
EFFUSIONSKUEHLUNG
21
2.1.4
WAERMEDAEMMSCHICHTEN
UND
KERAMISCHE
BESCHAUFELUNGEN
21
2.2
UEBERSICHT
ZU
KUEHLKONZEPTEN
IN
MODERNEN
GASTURBINEN
22
2.2.1
GT13
UND
GT26(ASEA
BROWN
BOVERI)
23
2.2.2
V84.3A
(SIEMENS)
23
2.3
GRUNDLAGEN
ZUR
STRAHLSTRUKTUR
VON
AUSBLASESTRAHLEN
24
2.3.1
MODELLE
ZUR
STRAHLSTRUKTUR
BEI
AUSBLASUNG
IN
HAUPTSTROEMUNGSRICHTUNG
25
2.3.2
EINFLUSS
DER
KUEHLLUFTZUFUEHRUNG
AUF
DIE
STRAHLSTRUKTUR
27
2.3.3
EINFLUSS
DER
LATERALEN
AUSBLASUNG
AUF
DIE
STRAHLSTRUKTUR
29
2.3.4
EINFLUSS
DER
BOHRUNGSFORM
AUF
DIE
STRAHLSTRUKTUR
30
2.4
MISCHUNGSVERHALTEN
VON
KUEHLLUFTSTRAHLEN
32
2.5
PROBLEMATIK
DER
VORDERKANTENAUSBLASUNG
33
2.6
EXPERIMENTELLE
GRUNDLAGENVERSUCHE
ZUR
VORDERKANTENAUSBLASUNG
35
2.6.1
TURBINENSCHAUFELGITTER
AGTB
35
2.6.2
FILMKUEHLKONFIGURATIONEN
AGTB-BL,
AGTB-B2
UND
AGTB-S
36
2.6.3
HOCHGESCHWINDIGKEITS-GITTERWINDKANAL
UND
MESSAUFGABEN
37
3
NUMERISCHES
LOESUNGSVERFAHREN
41
3.1
DARSTELLUNG
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
42
3.1.1
INTEGRALE
FORM
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
42
3.1.2
KONSERVATIVE
FORM
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
IN
KARTESISCHEN
KOORDINATEN
44
3.1.3
TRANSFORMATION
IN
BELIEBIGE
KOORDINATEN
46
3.1.4
TRANSPORTKOEFFIZIENTEN
48
INHALT
3.2
TURBULENZMODELLIERUNG
48
3.2.1
MITTELUNGSANSAETZE
48
3.2.2
EFFEKTIVE
TRANSPORTKOEFFIZIENTEN
49
3.2.3
BALDWIN-LOMAX
TURBULENZMODELL
50
3.3
ANFANGS-
UND
RANDBEDINGUNGEN
52
3.4
NUMERISCHER
LOESUNGSALGORITHMUS
55
3.4.1
IMPLIZITER
ZEITSCHRITT
55
3.4.2
BESTIMMUNG
DER
REIBUNGSFREIEN
FLUESSE
56
3.4.3
BESTIMMUNG
DER
REIBUNGSBEHAFTETEN
FLUESSE
57
3.4.4
RELAXATIONSVERFAHREN
58
3.5
KOPPLUNG
VON
FESTKOERPER
UND
STROEMUNG
59
3.5.1
GRUNDIDEE
DES
CONJUGATE-VERFAHRENS
59
3.5.2
KOPPLUNGSSTRATEGIE
61
3.6
GITTERGENERIERUNG
63
3.6.1
GRUNDSTRUKTUREN
VON
RECHENGITTEM
63
3.6.2
MULTI-BLOCK
VERFAHREN
65
3.6.3
ELLIPTISCHE
GITTERGENERIERUNG
65
3.6.4
3-D
GITTERGENERIERUNG
67
4
VALIDIERUNG
DES
VERFAHRENS
UND VORUNTERSUCHUNGEN
69
4.1
KONVEKTIONSGEKUEHLTE
TURBINENSCHAUFEL
(MARK
II)
69
4.2
KUEHLLUFTAUSBLASUNG
AUS
SCHLITZEN
AN
DER
SCHAUFELVORDERKANTE
(AGTB-S
KONFIGURATION)
72
4.2.1
RECHENGITTER
UND
RANDBEDINGUNGEN
72
4.2.2
AERODYNAMISCHE
VALIDIERUNG
73
4.2.3
EINFLUSS
DES
ANSTROEMWINKELS
AUF
DIE
KUEHLLUFTVERTEILUNG
75
4.2.4
EINFLUSS
DER
AUSBLASERATE
AUF
DIE KUEHLLUFTVERTEILUNG
81
4.3
ZUSAMMENFASSUNG
82
5
VORDERKANTENAUSBLASUNG
AUS
RADIAL
NICHT
GENEIGTEN BOHRUNGSREIHEN
(AGTB-BL
KONFIGURATION)
85
5.1
DREIDIMENSIONALES
RECHENGITTER
UND
RANDBEDINGUNGEN
85
5.2
SCHAUFELAERODYNAMIK
BEI
VORDERKANTENAUSBLASUNG
87
5.2.1
DRUCKVERTEILUNG
87
5.2.2
AUSBLASERATEN
88
5.2.3
STROEMUNGSBILD
AN
DER
VORDERKANTE
89
5.3
STRAHLSTRUKTUREN
91
5.3.1
WIRBELSTRUKTUREN
IN
DEN
BOHRUNGEN
91
5.3.2
WIRBELSTRUKTUREN IM
SAUGSEITIGEN
STRAHL
94
-II
INHALT
5.3.3
WIRBELSTRUKTUREN
IM
DRUCKSEITIGEN
STRAHL
99
5.4
MISCHUNGSVERHALTEN
VON
KUEHLLUFT
UND
HEISSGAS
101
5.4.1
MISCHUNGSVERHALTEN
IM
SAUGSEITIGEN
KUEHLLUFTSTRAHL
102
5.4.2
MISCHUNGSVERHALTEN
IM
DRUCKSEITIGEN
KUEHLLUFTSTRAHL
104
5.4.3
THERMISCHE
BELASTUNG
IM
VORDERKANTENBEREICH
106
5.5
ZUSAMMENFASSUNG
107
6
VORDERKANTENAUSBLASUNG
AUS
RADIAL
GENEIGTEN
BOHRUNGSREIHEN
(AGTB-B2
KONFIGURATION)
109
6.1
DREIDIMENSIONALES
RECHENGITTER
UND
RANDBEDINGUNGEN
109
6.2
STRAHLSTRUKTUR
UND
MISCHUNGSVERHALTEN
VON
KUEHLLUFT
UND
HEISSGAS
112
6.2.1
WIRBELSTRUKTUREN
IN
DEN
BOHRUNGEN
113
6.2.2
WIRBELSTRUKTUREN
UND
MISCHUNGSVERHALTEN
IM
SAUGSEITIGEN STRAHL
113
6.2.3
WIRBELSTRUKTUREN
UND
MISCHUNGSVERHALTEN
IM
DRUCKSEITIGEN
STRAHL
117
6.2.3
LATERALE
STRAHLAUSBREITUNG
121
6.3
ZUSAMMENFASSUNG
121
7
EINFLUSS
DER
KANALWAENDE
AUF
DIE
KUEHLLUFTVERTEILUNG
123
7.1
SEKUNDAERSTROEMUNGSPHAENOMENE
IM
SCHAUFELKANAL
123
7.2
DREIDIMENSIONALES
RECHENGITTER
UND
RANDBEDINGUNGEN
125
7.3
EINFLUESSE
VON
SEITENWANDGRENZSCHICHT
UND
SEKUNDAERSTROEMUNGEN
127
7.3.1
EINFLUSS
AUF
DIE
LOKALEN
AUSBLASERATEN
127
7.3.2
EINFLUSS
AUF
DEN
KUEHLLUFTPFAD
129
7.3.3
EINFLUSS
AUF
DIE
STRAHLSTRUKTUR
133
7.3.4
EINFLUSS
AUF
DIE
STRAHLMISCHUNG
136
7.3.5
EINFLUSS
AUF
DIE
KUEHLWIRKUNG
AN
DER
SCHAUFELOBERFLAECHE
139
7.4
ZUSAMMENFASSUNG
141
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
143
9
LITERATUR
147
10
ANHANG
165
A.
1:
PROGRAMMSTRUKTUR
165
A.2:
PROFILKOORDINATEN
(AGTB)
IM
BITANGENTIALSYSTEM
167
-III |
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| spelling | Kusterer, Karsten Verfasser aut Numerische Untersuchung des thermischen Mischungsverhaltens in Kühlluftstrahlen zur Vorderkantenkühlung von Gasturbinenschaufeln Karsten Kusterer 1. Aufl. Aachen Mainz 2001 X, 168 S. Ill., graph. Darst. : 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss. Aerothermodynamik (DE-588)4133168-0 gnd rswk-swf Bohrung (DE-588)4146246-4 gnd rswk-swf Gasturbinenschaufel (DE-588)4128239-5 gnd rswk-swf Filmkühlung (DE-588)4154369-5 gnd rswk-swf Vorderkante (DE-588)4240199-9 gnd rswk-swf Kühlluft (DE-588)4602762-2 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Gasturbinenschaufel (DE-588)4128239-5 s Vorderkante (DE-588)4240199-9 s Bohrung (DE-588)4146246-4 s Filmkühlung (DE-588)4154369-5 s Kühlluft (DE-588)4602762-2 s Aerothermodynamik (DE-588)4133168-0 s DE-604 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009843556&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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