Experimentelle Untersuchung zu Durchströmung und lokalem Wärmeübergang in rotierenden Kavitäten

Innerhalb von Flugtriebwerken gewinnt das interne Luftsystem zunehmend an Bedeutung, da es den wichtigen Transport der Kühl- und Sperrluft zu den thermisch hochbelasteten Turbinenteilen gewährleistet. Entlang dieses Strömungsweges werden im Hochdruckverdichter rotierende Kavitäten durchströmt, in denen neben einer Verringerung des Strömungswiderstands vor allem der örtliche Wärmeübergang an den Verdichterscheiben interessiert.

Vor diesem Hintergrund war das Ziel dieser Arbeit die experimentelle Untersuchung der Strömung in zwei rotierenden Kavitäten und des lokalen Wärmeübergangs an einer dazwischen befindlichen Scheibe für verschiedene Durchströmungswege unter maschinenähnlichen Bedingungen.

Die vorliegende Arbeit gliedert sich in sechs Kapitel. Der Einleitung folgt der zweite Abschnitt, der die mathematischen und physikalischen Grundlagen zur Beschreibung der Strömung und des Wärmeübergangs in rotierenden Kavitäten, sowie eine Übersicht ausgewählter Publikationen enthält. Im dritten Teil werden der Versuchsstand und das Versuchsprogramm vorgestellt. Das vierte Kapitel beschäftigt sich mit den verwendeten Messverfahren und der Messtechnik. Die Diskussion der experimentellen Ergebnisse zur axialen Durchströmung mit theoretischen Modellen und Vergleichen sind Inhalt des fünften Abschnitts. Im sechsten Teil erfolgt die Darlegung der experimentellen Ergebnisse der überlagerten Strömung und abschließend im siebten und letzten Kapitel eine Zusammenfassung der Arbeit und ein Ausblick auf weiterführende Fragestellungen.