Experimentelle Untersuchungen zur Umströmung der Hinterkante eines ebenen Turbinengitters mittels Particle Image Velocimetry

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden die Strömungsvorgänge am Rotorgitter einer Hochdruckturbine mittels PIV untersucht. Das wesentliche Ziel der Arbeit, ein PIV-System am Windkanal aufzubauen, wurde dabei umgesetzt. Neben der Abströmmachzahl (von 0.7 bis 1.4) wurde auch die Sehnenlänge der Profile (60mm und 110 mm) variiert, um die räumliche Auflösung anzupassen. Das Profil mit 110mm wurde zur Untersuchung der Saugseite verwendet. Dabei wurde das zweidimensionale Vektorfeld der Geschwindigkeit im Mittelschnitt der Passage und im Bereich der Seitenwand bestimmt. Die Messdaten der PIV wurden im Anschluss mit den experimentellen Daten (Sonden- und Druckverteilungsmessungen [42]) und der numerischen Simulation verglichen. Für die Messungen des Nachlaufes und der Wirbelstrukturen wurde das Profil mit 60mm Sehnenlänge benutzt. Durch eine Filterung der instationären Vektorfelder mittels Wavelet-Analyse wurde die Wirbelstraße, die sich an der Hinterkante ausbildet, untersucht und die Wirbelgrößen extrahiert.