Ein Verfahren zur Berechnung der Meridionalströmung von Axialturbinen

Ein Verfahren zur Berechnung der Meridionalströmung von gekühlten Axialturbinen wurde programmiert. Die Strömung wird als axialsymmetrisch betrachtet, d.h. alle Strömungsgrößen sind durch ihren umfangsgemittelten Wert ersetzt. Damit bleiben nur noch Ungleichförmigkeiten der Strömung in axialer und radialer Richtung übrig. Das hier vorgestellte Verfahren beschränkt sich auf Axialturbinen und berechnet Stromlinien mit einem sogenannten Stromlinienkrümmungsverfahren. Das Gas wird als ideal betrachtet. Einerseits kann man sehr schnell Ergebnisse unter Voraussetzung konstanter Wärmekapazität gewinnen, das 2D-Strömungsfeld kann aber auch mit variabler Wärmekapazität (cp ist eine Funktion von Temperatur und Gaszusammensetzung) berechnet werden

UNSTEADY BOUNDARY LAYER TRANSITION ON A 11111111111lligium HIGH PRESSURE TURBINE ROTOR BLADE

99-GT-194 The Society shall not be responsible for statements or opinions advanced in papers or discussion at meetings of the Society or of its Divisions or Sections, or printed in its publications. Discussioeis printed only if the paper is published in an AS ME Journal. ABSTRACT This investigation is aimed at the experimental determination of the location, the extent, and the modes of the laminar-to-turbulent transition processes in the boundary layers of a high pressure turbine rotor blade. The results are based on time-resolved, qualitative wall shear stress data which was derived from surface hotfilm measurements. The tests were conducted in the "Windtunnel for Rotating Cascades" of the DLR in Gottingen. For the evaluation of the influence of passing wakes and shocks on the unsteady boundary layer transition, a test with undisturbed rotor inlet flow was conducted in addition to full stage tests. Two different transition modes led to a periodic-unsteady, multimoded transition on the suction side. In between two wakes, transition started in the bypass mode and terminated as separated-flow transition. Underneath the wakes, plain bypass transition occurred. The weak periodic boundary layer features on the pressure side indicate that this surface was not significantly affected by passing wakes or shocks. The acquired data reveals that the periodically disturbed suction side boundary layer is less susceptible to bubble bursting than the undisturbed flowfield. Thus, these blades may be subjected to higher aerodynamic loads. Accordingly, as in low pressure turbines, the unsteady effects in high pressure turbines may allow for a reduction of the number of rotor blades, with respect to the original design

The Behaviour of Probes in Transonic Flowfields of Turbomachinery

It is known that a constraint exists for probes in transonic flow which leads to an insensitivity to static pressure at Mach number unity. Nearby that Mach number different types of probes are affected more or less by the reduced sensitivity to static pressure or Mach number. In transonic flow the combined disturbance of probe head and stem extends the insensitivity range up to a Mach number of 1.3. Some probes even show a non- monotonic relation of probe coefficient to Mach number which makes it impossible to determine the flow Mach number at all. A closer look onto the pressure distribution of a blunt body reveals that only the front part of a probe is subject to the transonic constraint while base pressure is not affected. Therefore a new probe was designed where a base pressure tapping was added to a conventional probe with radial stem

Einsatz einer Kulitesonde zur Messung der Rotorabströmung im RGG

Eine kombinierte Gesamtdrucksonde, welche die gleichzeitige Messung des stationären und des zeitabhängigen Pitotdrucks erlaubt, wurde im Windkanal für Rotierende Gitter, Göttingen (RGG) im Abströmfeld einer Turbinenstufe eingesetzt. Zur Messung des stationären Drucks besitzt die Sonde ein Pitotröhrchen. Darunter ist ein Kulitesensor angebracht, der zur Messung des instationären Drucks dient. Durch Messung bei mindestens 3 Sondenwinkeln mit einem Winkelabstand von mindestens +-30° zur Strömungsrichtung kann man sowohl den Totaldruck, als auch die Machzahl und den 2D-Strömungswinkel (Umfangswinkel) zeitaufgelöst bestimmen. Die Sonde wurde im Sondeneichkanal (SEG) im Machzahlbereich von 0,2 bis 0,9 und im Winkelbereich von +-46° kalibriert. Die sich ergebenden Drücke wurden als Druckbeiwerte bei konstanter Machzahl über dem Winkel aufgetragen und mit Hilfe der Methode der kleinsten Fehlerquadrate (Least Square-Fit) mit Polynomen approximiert. Die Koeffizienten der Druckbeiwert Polynome wurden ihrerseits mit Polynomen über der Machzahl approximiert. Damit kann man diese Sonde zur Bestimmung des Abströmfeldes stromab eines Rotors einsetzen. Zu diesem Zweck wurde weiterhin eine Auswerteprozedur erstellt, die es erlaubt, iterativ aus gemessenen Sondendrücken bei drei Sondenwinkeln die relevanten Strömungsgrößen, Machzahl, Winkel und Gesamtdruck, ensemble-gemittelt zu erhalten. Einige Messergebnisse werden dargestellt und mit Ergebnissen einer stationären 3-Lochsonde verglichen

PROBES IN TRANSONIC FLOW

A constraint exists for intrusive probes in transonic flow which leads to a complete insensitivity to static pressure at Mach number Ma=1. Nearby Mach number unity different types of probes are affected more or less by the reduced sensitivity to static pressure or Mach number. In this paper three types of probes are compared and it is shown that the reduced sensitivity near Ma=1 causes large errors when the flow Mach number is determined by a conventional probe. A closer look onto the pressure distribution of a blunt body reveals that only the front part of a probe is subject to the constraint while base pressure is not affected. Therefore a base pressure tapping was added to a conventional Cobra type probe. The new probe was calibrated in the Probe Calibration Facility of DLR Göttingen at a wide range of Mach numbers and at two Reynolds numbers

Kalibration der NGTurb-Sonden

Für Messungen im neuen Turbinenprüfstand NGTurb werden Sonden benötigt, die eine Sondenschaftlänge von 90 cm aufweisen und bei Temperaturen bis 600K eingesetzt werden können. Deshalb wurden mehrere neue stationäre 4- und 5-Lochsonden gebaut, welche kontinuierlich radial verschoben werden können, um den Pitotdruck, die Totaltemperatur, die Machzahl und die Strömungswinkel zu messen. Im vorliegenden Bericht wird die Kalibration dieser Sonden beschrieben. Die Sonden wurden im Sondeneichkanal (SEG) bei Gesamtdrücken, p01, und Machzahlen, entsprechend ihrem geplanten Einsatz kalibriert, d.h. die Gesamtdrücke im SEG wurden so gewählt, dass die Reynoldszahlen am SEG den Reynoldszahlen im Turbinenprüfstand entsprechen