Kost, Friedrich and Rehder, Hans-Jürgen (2018) Exakte Berechnung der Mischung von Gasströmen bei idealen Gasen mit variabler Wärmekapazität und Anwendung auf gekühlte Turbinengitter. DLR-Interner Bericht. DLR-IB-AT-GO-2018-146. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt. 45 S. (Unpublished)
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Abstract
Die Mischung von Gasströmen zur Ermittelung einer homogenen Abströmung wird mit den Erhaltungsgleichungen für Masse (Kontinuitätsgleichung), Impuls und Energie berechnet. Dabei wird die Enthalpie nicht mehr als lineare Funktion der Temperatur betrachtet, sondern wird als nichtlineare Funktion der Gaszusammensetzung, der Temperatur und in geringerem Maße auch des Drucks aufgefasst. Dies führt dazu, dass man das Ergebnis des Mischungsvorgangs nicht mehr aus einer Formel berechnen kann, sondern nur iterativ mit Hilfe eines Algorithmus. Angewendet wird der Algorithmus zur Ermittelung der homogenen Abströmung auf zwei Modelle der Mischung von Kühlluft und Hauptströmung am Austritt eines Turbinengitters. Dabei wird jeweils eine konstante Hauptströmung mit einer variierenden Kühlgasströmung vermischt. Anhand der Ergebnisse kann die Auswirkung der Kühlluftzufuhr auf die homogene Abströmung des Turbinengitters und damit auch auf die Verluste demonstriert werden. Insbesonders wird die Auswirkung des Temperaturunterschieds von Hauptströmung und Kühlluft auf die Turbinenverluste dargestellt, ebensowie die Auswirkung einer radialen Komponente der Kühlluft und den Effekt, der durch die unterschiedliche Gaszusammensetzung von Hauptströmung und Kühlluft entsteht. Weiterhin wird gezeigt, dass die Annahme einer konstanten Wärmekapazität zu beträchtlich abweichenden Ergebnissen führt, wenn die Gastemperaturen deutlich über den normalen Umgebungsbedingungen (300 K) liegen.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/121806/ | ||||||||||||
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Document Type: | Monograph (DLR-Interner Bericht) | ||||||||||||
Title: | Exakte Berechnung der Mischung von Gasströmen bei idealen Gasen mit variabler Wärmekapazität und Anwendung auf gekühlte Turbinengitter. | ||||||||||||
Authors: |
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Date: | September 2018 | ||||||||||||
Refereed publication: | No | ||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||
Number of Pages: | 45 | ||||||||||||
Status: | Unpublished | ||||||||||||
Keywords: | Turbinenkühlung, Turbinengitter, Strömung, ideale Gase, Enthalpie, Entropie, variable Wärmekapazität, Erhaltungsgleichungen, Mischungsentropie, Mischungsverluste | ||||||||||||
Institution: | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt | ||||||||||||
Department: | Institut für Antriebstechnik, Abteilung Turbine | ||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||
HGF - Program: | Aeronautics | ||||||||||||
HGF - Program Themes: | propulsion systems | ||||||||||||
DLR - Research area: | Aeronautics | ||||||||||||
DLR - Program: | L ER - Engine Research | ||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | L - Turbine Technologies (old) | ||||||||||||
Location: | Göttingen | ||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Propulsion Technology > Turbine | ||||||||||||
Deposited By: | Rehder, Dipl.-Ing. Hans-Jürgen | ||||||||||||
Deposited On: | 17 Oct 2018 08:10 | ||||||||||||
Last Modified: | 31 Jul 2019 20:19 |
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