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Strömungen in Turbomaschinen

Strömungen in Turbomaschinen

Qualifikationsziele

Die Studierenden können die wesentlichen Eigenschaften technischer, turbulenter Strömungen in Turbomaschinen wiedergeben. Die Studierenden sind in der Lage, die jeweiligen komplexen Strömungsphänomene in Turboverdichtern und Turbinen zu erkennen und zu klassifizieren. Die Studierenden sind in der Lage, unter Anwendung dieser Kenntnisse die Leistung einzelner Komponenten anhand zugehöriger Kennzahlen im Detail zu analysieren und zu bewerten. Neben den Kenntnissen zur dreidimensionalen Schaufelauslegung können die Studierenden ebenfalls transsonische Profile entwerfen und sind befähigt, instationäre Strömungsphänomene zu identifizieren, zu analysieren und vorherzusagen. Aufbauend auf diesen Kenntnissen können die Studierenden geeignete Maßnahmen in der Auslegung von hochbelasteten Turbomaschinenkomponenten anwenden.

Inhalte

  • Inkompressible Gitterströmungen (Verdichter und Turbine): Schaufelkräfte, reibungslose und reibungsbehaftete Strömungen, Potenzialtheorie, Integralverfahren, Strömungsvorgänge im Nachlauf, Gittercharakteristiken, Kennzahlen
  • Kompressible Turbomaschinenströmungen: Sperrmachzahl, transsonische Verdichterströmungen, Turbine bei Überschallabströmung, Ringraumgestaltung bei kompressiblen Strömungen
  • Sekundärströmungen: Entstehung, Verluste, Formen, Phänomene, Gegenmaßnahmen
  • Strömungsbeeinflussende Maßnahmen: Maßnahmen zur Zirkulationskontrolle, Dreidimensionale Formgebung der Schaufeln: Pfeilung, V-Stellung, Seitenwandkonturierung
  • Instationäre Strömungsvorgänge: potenzialtheoretische Stromaufwirkung, reibungsbehaftete Nachlaufwirkung, Akustik
  • Kühlung und Wärmeübertragung
  • Berechnungsmethoden für Strömungen in Turbomaschinen

Betreuung

Till Borcherding, M.Sc.

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