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UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES VON RAUHEIT INNERHALB VON RECHTECKKANÄLEN BEI ASYMMETRISCHER WÄRMELAST

Gernoth, Andreas and Behler, Hendrik and Schlechtriem, Stefan (2013) UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES VON RAUHEIT INNERHALB VON RECHTECKKANÄLEN BEI ASYMMETRISCHER WÄRMELAST. In: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt. DLRK 2013, 10.-12.Sep. 2013, Stuttgart.

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Abstract

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 Einfluss beinhaltet neben dem erhöhten Wärmeübergangskoeffizienten innerhalb der Kühlkanäle ebenfalls einen Einfluss auf die Temperaturverteilung auf der wärmebelasteten Oberfläche. Innerhalb vorliegender Arbeit wird der Einfluss der Rauheit 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 unter Verwendung einer Wärmebildkamera vermessen. Bei geringen Rauheiten und Reynoldszahlen zeigte sich eine höhere Temperatur im Bereich der Kanalmitte. Bei Steigerung der Rauheit und der Reynoldszahl konnte eine höhere Temperatur im 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 zur Beschreibung 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.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/86747/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES VON RAUHEIT INNERHALB VON RECHTECKKANÄLEN BEI ASYMMETRISCHER WÄRMELAST
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Gernoth, AndreasAndreas.Gernoth (at) dlr.deUNSPECIFIED
Behler, HendrikHendrik.Behler (at) dlr.deUNSPECIFIED
Schlechtriem, Stefanstefan.schlechtriem (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:11 September 2013
Journal or Publication Title:Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Publisher:Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt
Status:Published
Keywords:Rauigkeit, Modellierung, Wärmeübergang, Rechteckkanäle
Event Title:DLRK 2013
Event Location:Stuttgart
Event Type:international Conference
Event Dates:10.-12.Sep. 2013
Organizer:Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Space Transport
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R RP - Raumtransport
DLR - Research theme (Project):R - Antriebsystemtechnik - Schubkammertechnologie
Location: Lampoldshausen
Institutes and Institutions:Institute of Space Propulsion > Rocket Propulsion
Deposited By: Gernoth, Andreas
Deposited On:16 Dec 2013 08:33
Last Modified:31 Jul 2019 19:44

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