2017-12-01  –  2021-08-31

196.797,00 EUR

TU Dresden - Fakultät Maschinenwesen, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Turbomaschinen und Flugantriebe, Dresden, Sachsen

03ET7092E

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01172231/1  –  ECOFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo ECOFLEX-turbo. Bei geometrisch kleinen hinteren Verdichterstufen entstehen auf Grund von mechanischen und thermischen Randbedingungen größere relative Spaltweiten bezogen auf die Kanalhöhe oder Sehnenlänge der Rotorschaufeln als bei vorderen Stufen. Mit dem Einsatz von Umfangsnuten über den Rotoren lässt sich der negative Einfluss der Spaltweite auf Wirkungsgrad und Stabilitätsgrenze vermindern. Dies soll genutzt werden um wirkungsgradneutral die Anzahl an Rotorschaufeln zu reduzieren, um so Gewicht und das Massenträgheitsmoment der Rotortrommel herabzusetzen. Bei einer Verkleinerung der hinteren Verdichterstufen ist weiterhin damit zu rechnen, dass spezifische, konstruktive Randbedingungen sich, analog den Radialspaltweiten, nicht im gleichen Maße wie die Beschaufelung skalieren lassen, z. B. Inspektions- und Revisionszugänge für standardisierte Boroskope in Statorpassagen. Für Statoren soll daher eine lokale Variation der Teilung untersucht und deren Einfluss auf die Stabilität und Flexibilität des Gesamtverdichters ermittelt werden. Am Niedergeschwindigkeitsverdichter der TU Dresden sollen in mehreren Schritten experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der variablen Teilung von Statoren und von Rotoren mit reduzierter Schaufelzahl unter Einsatz von Umfangsnuten auf Wirkungsgrad und Betriebsverhalten erfolgen. Im ersten Schritt erfolgt die Variation der Teilung durch Herausnahme einer Statorschaufel und folgender Vermessung des globalen und lokalen Strömungsverhaltens. Für die Reduzierung der Schaufelzahl der Rotoren wird die Auslegung der Rotoren angepasst, um die gleiche Arbeit wie bei der Ausgangskonfiguration zu verrichten. Dieser neue Rotor wird mit Umfangsnuten im Gehäuse getestet. Abschließend wird eine gezielte Variation der Statorteilung in Kombination mit dem Rotor mit verminderter Schaufelzahl vermessen. Alle Untersuchungen und die Auslegung werden mit numerischen Simulationen begleitet.