Laseroptische Untersuchung des Strömungsfeldes hinter dem Turbinengitter eines Simulationsprüfstandes mittels Filtered Rayleigh Scattering

Abstract

Mit der Umsetzung auf Magerverbrennung basierender Brennkammerkonzepte für Fluggasturbinen gehen verstärkt Störungen des Strömungsfeldes in den Eintrittsstufen der Turbine einher, die u.a. durch starke Drallkomponenten und Temperaturgradienten gekennzeichnet sind. Zur Untersuchung derartiger Strömungsstrukturen in den Eintritts- und Austrittsebenen von Turbinengittern wurde am Laboratory of Technologies for High Temperature der Universität Florenz ein Simulationsprüfstand entwickelt, der eine gezielte Einstellung der Massenströme und Temperaturen für die Wandkühlung, die Schaufelkühlung und der Kanalströmung im Bereich der Schaufelumströmung gestattet. Die Untersuchung dieser Strömungsstrukturen erfolgte u.a. mit dem Messverfahren Filtered Rayleigh Scattering (FRS), das in den vergangenen Jahren am Institut für Antriebstechnik des DLR in Köln, erweitert um die Methode des Frequency Scanning (FSM-FRS), etabliert wurde. In den dargestellten Untersuchungen werden mit Hilfe der FSM-FRS-Technik gleich-zeitig Druck-, Temperatur- und Geschwindigkeitsfelder in der Abströmung eines Turbinengitters optisch erfasst und mit Sondenmessungen verglichen.