Untersuchung des Einflusses der Transpirationskühlung auf die Grenzschichtströmung einer ebenen Platte

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses einer Transpirationskühlung auf die laminare und turbulente Grenzschichtströmung einer ebenen Platte. Hierzu wurde zunächst ein entsprechendes Modell konstruiert, an dem anschließend die Messungen im Hyperschallkanal (H2K) durchgeführt wurden. Mit Hilfe der Infrarotmesstechnik wurde die Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Modells ermittelt und daraus die Wärmebelastung berechnet. Gleichzeitig wurde der Einfluss der Kühlung auf die Druckverteilung im Nachlauf der porösen Platte untersucht, während mit Hilfe der Schlierenoptik das Strömungsfeld visualisiert wurde. Um die Effektivität der Kühlung unter verschiedenen Bedingungen untersuchen zu können, wurden sowohl der Anstellwinkel des Modells als auch die Reynoldszahl der Anströmung variiert. Zudem wurden zwei verschiedene Vorderkantengeometrien installiert und die Wirkung unterschiedlicher Kühlgasmassenströme getestet. Ferner wurde die Wirksamkeit der Kühlmaßnahmen sowohl bei laminaren als auch bei turbulenten Grenzschichten untersucht. Die Transition der Grenzschicht wurde dabei sowohl durch eine Erhöhung der Reynoldszahl als auch durch ein speziell für diesen Zweck aufgebrachtes Tripping ausgelöst.