Verbundprojekt: ECOFLEX-Turbo: 1.2.1.A Detaillierte experimentelle Untersuchung des Turbulenz- und Transitionsverhalten in einem Verdichter
Zeitraum
2016-12-01 – 2019-06-30
Bewilligte Summe
262.229,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7090H
Leistungsplansystematik
Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Turbulenzentstehung und Ausmischung in Sekundärströmungsgebieten von Verdichtern und deren Einfluss auf das Hauptströmungsfeld sollen besser verstanden und unter Berücksichtigung dieser Effekte ein verbessertes Design abgeleitet werden. Hierzu soll die Grenzschichtentwicklung und deren Interaktion mit der bestehenden Sekundärströmung sowohl numerisch als auch experimentell untersucht werden. Dazu sollen mehrere Varianten experimentell untersucht werden. Diese Varianten umfassen Aufbauten mit und ohne, bei Verstellstatoren üblicherweise auftretende Pennyleckage, Spaltvariationen und geometrische Abweichungen, welche bei Verschleiß der Bauteile auftreten können. Resultat ist eine verbesserte Wiedergabe der Interaktion von Leckageströmung, Sekundärströmung und Grenzschicht. Dies wird im Auslegungsprozess genutzt, um Wirkungsgrad und Stabilität von Verdichtern, insbesondere im Teillastbereich, zu erhöhen. Ziel ist, mit dem verbesserten Prozess die Gesamteffizienz von Verdichtern um 0,1 % oder mehr zu steigern. Aufbauend auf dem Versuchsaufbau aus COOREFLEX Turbo 1.2.7B werden Ergänzungen der geometrischen Bedingungen und Messtechnik für eine erhöhte lokale Auflösung integriert (MTU-AP2):. In MTU-AP3 erfolgt eine Bewertung des turbulenten Verhaltens. Durch eine versuchsbegleitende Analyse der Messdaten und Gegenüberstellung gegen die Vorhersagesimulationen sollen Inkonsistenzen beim Versuch frühzeitig erkannt werden. Skalenaufgelöste Simulationen der Spaltströmung über dem Rotor sollen methodisch unterstützt werden. Die Ermittlung des Grenzschichtprofils erfolgt mittels optischer Messungen im Sekundärströmungsgebiet (MTU-AP4). Nach Auswertung der Mess- und Simulationsergebnisse erfolgt die Ableitung von neuen Gestaltungsregeln für ein wirkungsgradoptimiertes Design der Randzonengeometrie (MTU-AP5).
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