Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

Orientierung der Ausblasewinkel
Im wesentlichen beschreiben zwei Winkel die Orientierung der Ausblasegeometrie bezogen
normal zur Profiloberfläche der Ausblasewinkel β sowie lateral zur Richtung der
Hauptströmung der Lateralwinkel. Je größer der Ausblasewinkel β ist, umso weiter dringt der
Kühlluftstrom in den Haupstrom ein. Die aerodynamischen Verluste werden so größer, die
Bildung von Totwasserwirbeln Ω 4 nimmt hinter der Ausblaseöffnung zu. Die laterale
Ausblasung erzeugt eine Asymmetrie und bewirkt Effekte wie das Abtrennen von
Einzelwirbeln und kann so zur Verbesserung der Kühlluftverteilung führen, jedoch auch zur
Erhöhung der aerodynamischem Verluste. Die laterale Ausblasung wird in der vorliegenden
Arbeit nicht untersucht.
Bohrungsteilung
Einen signifikanten Einfluß hat die Bohrungsteilung auf die Homogenität der Vermischung.
Sollten die Bohrungen in einer Reihenanordnung ausreichend dicht angeordnet sein, so
beeinflussen sich die einzelnen Kühlluftstrahlen und formen eine geschlossene
Kühlluftschicht mit optimaler Kühlwirkung an der Profiloberfläche, die nicht so weit in die
Hauptströmung eindringt wie ein Einzelstrahl mit gleicher Ausblaserate M.
Ein zu dichtes Setzen von Ausblasebohrungen bzw. Ausblaseschlitzen kann bezogen auf die
Festigkeit des gekühlten Bauteils problematisch sein.
Bohrungsformen
Eine Verbesserung der Kühlluftausbreitung ist mittels Einsatz besonderer Bohrungsformen
für Einzelstrahlen von kreisrund bis trichterförmig mögllich. Die Fächerform führt zu einer
geringen Störung der Hauptströmung durch Kühlluft. Für die Trichterform neigt die Kühlluft
hinter der Bohrungshinterkante weniger zum Abheben, Vogel [38].
Bohrungslänge
Die Bohrungslänge hat Einfluß auf die Rohrströmungshomogenität, lange Bohrungen bilden
ausgeprägte Rohrströmungen aus. Für kurze Bohrungen können sich Strömungsinhomogenitäten,
die am Bohrungseintritt entstehen, noch im Bohrungsaustritt auswirken.
3.3.2.3 Adiabate Filmkühleffektivität
Die adiabate Filmkühleffektivität η bestimmen wir mit dem Verhältnis der Differenz von
adiabater Wandtemperatur T W und statischer Temperatur des Hauptstroms T H und der
Differenz von statischer Temperatur des Kühlluftstroms T K und statischer Temperatur des
Hauptstroms T W , Gl. 3.12.
TW
− TH
η =
Gl. 3.12
TK
− TH
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