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Exakte Berechnung der Mischung von Gasströmen bei idealen Gasen mit variabler Wärmekapazität und Anwendung auf gekühlte Turbinengitter.

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 DLR-IB-AT-GO-2018-146, 45 S. (Unpublished)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/
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:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Kost, FriedrichUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Rehder, Hans-JürgenHans-Juergen.Rehder (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:September 2018
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
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
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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