Experimentelle Untersuchung der Abströmung eines skalierten Modells des spiralförmigen Eintrittsgehäuses für den neuen DLR Turbinenprüfstand NG-Turb

Abstract

Für den neuen Turbinenprüfstand des DLR in Göttingen wurde ein spiralförmiges Zuströmgehäuse ausgelegt. Zur Überprüfung dieser Auslegung wurde das Strömungsfeld in einer skalierten Ausführung (Maßstab 1:4) detailliert vermessen und analysiert. Eine abschließende Beurteilung der Messergebnisse ergab, dass die erwarteten Anforderungen an die Strömungsqualität nur eingeschränkt erfüllt werden. Zur Durchführung der Messungen an dem mittels Stereolithografie hergestellten Modells wurde ein geeigneter Messaufbau konstruiert. Zur Bestimmung der charakteristischen Strömungsgrößen – wie Geschwindigkeits- und Gesamtdruckverteilungen in verschiedenen Querschnittsebenen – werden statische Drücke und Gesamtdrücke ermittelt; mittels einer Hitzdrahtsonde wird die instationäre Veränderung des Strömungsfeldes bestimmt. Mittels Wollfäden wird das Strömungsfeld visualisiert, so dass eine bessere Interpretation der Ergebnisse ermöglicht wird. Alle Messungen wurden bei Strömungsgeschwindigkeiten unter ca. 85 m/s, also im inkompressiblen Bereich, durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass in der Austrittsebene starke instationäre Schwankungen auftreten, die auf (umlaufende) Ablösungen zurückgeführt werden müssen. Mit dem nachträglichen Einbau eines Siebes konnte diese Ablösung verhindert werden; gleichzeitig wurde damit auch die Umfangskomponente der Strömung erheblich reduziert.