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Untersuchung des Einflusses von Rauheit innerhalb von Rechteckkanälen bei asymmetrischer Wärmelast

Gernoth, Andreas und Behler, H. und Schlechtriem, S. (2013) Untersuchung des Einflusses von Rauheit innerhalb von Rechteckkanälen bei asymmetrischer Wärmelast. In: Proceedings DLRK 2013. DLRK 2013, 10. - 12. Sep. 2013, Stuttgart, Deutschland.

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Kurzfassung

Die Auslegung von Kühlkanälen im Bereich von Düsenerweiterungen erfordert die genaue Kenntnis des notwendigen Kühlmittelmassenstroms. Aufgrund der hohen Reynoldszahlen in der Größenordnung von 105 bis 106 spielt hierbei die Rauheit innerhalb der Kühlkanäle eine wesentliche Rolle bei der Auslegung. Dieser Rauhigkeitseinfluss bewirkt durch die Erhöhung des Wärmeübergangskoeffizienten innerhalb der Kühlkanäle eine Änderung der Quertemperaturverteilung auf der wärmebelasteten Oberfläche. Innerhalb vorliegender Arbeit wird dieser Einfluss mittels in der Rauheit unterschiedlicher Kühlkanalstrukturen untersucht. Zur Erzeugung der asymmetrischen Wärmelast wurde hierbei ein Hochleistungslaser mit definiertem Intensitätsprofil verwendet. Das sich aufgrund der asymmetrischen Wärmelast einstellende Temperaturprofil wurde mit Hilfe einer Wärmebildkamera vermessen. Bei geringen Rauheiten und Reynoldszahlen zeigte sich eine höhere Temperatur im Bereich der Kanalmitte im Vergleich zur Temperatur an den Stegen. Bei Steigerung der Rauheit und der Reynoldszahl konnte eine Verlagerung der höchsten Temperaturen in den Bereich der Stege festgestellt werden. Dieser Umschlag konnte anhand der vorliegenden Daten und unter Verwendung des Kühlrippenwirkungsgrads empirisch beschrieben werden. Zusätzlich führten numerische Analysen unter Verwendung des SST-Modells für die Modellierung des Turbulenzeinflusses zu einer übereinstimmenden Beschreibung des Phänomens. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen kann der Einfluss rauer Kühlkanalströmungen innerhalb von Düsenerweiterungsstrukturen auf den heißgasseitigen Wärmeübergang abgeschätzt werden.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/84927/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Untersuchung des Einflusses von Rauheit innerhalb von Rechteckkanälen bei asymmetrischer Wärmelast
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gernoth, AndreasAndreas.Gernoth (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Behler, H.Hendrik.Behler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlechtriem, S.Stefan.Schlechtriem (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Erschienen in:Proceedings DLRK 2013
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Kühlkanal, Massenstrom, Reynoldszahl
Veranstaltungstitel:DLRK 2013
Veranstaltungsort:Stuttgart, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:10. - 12. Sep. 2013
Veranstalter :DGLR
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Antriebsystemtechnik - Schubkammertechnologie (alt)
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Treibstoffe
Hinterlegt von: Hanke, Michaela
Hinterlegt am:11 Nov 2013 08:54
Letzte Änderung:01 Dez 2018 19:49

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