Anwendung sowie Bewertung der LCT/TLC - Lehrstuhl ...

Kühlfilmeffektivität und ihre Messung
Heißgas statt, wodurch Wärme aus der Schaufel abtransportiert und zusätzlich eine schüt-
zende Oberflächenisolierung hergestellt wird. Durch den Mischungsvorgang wird dabei
stromab der Ausblasebohrung die wandnahe Grenzschicht gestört, was einer Erhöhung des
Wärmetransports gleichkommt und somit die Kühlung verbessert. Dieser Vorgang wird auch
als hydrodynamische Wirkung des Kühlfilms bezeichnet und ist damit der zweite Einflussfak-
tor auf die Kühlung neben dem Wärmeübergang α bei der Konvektion.
Abb. 3.1: Filmgekühlte Turbinenschaufeln [14]
Die Ausblasung der Verdichterluft erfolgt also durch die Schaufel von innen nach außen
(Abb. 3.1). Der Winkel der Ausblasung muss so flach wie möglich gewählt werden.
Grund ist der Stufenwirkungsgradverlust bei zu starker Beeinflussung der Hauptheißgas-
strömung durch die Durchmischung von Kühlluft und Heißgas. Dadurch soll vermieden wer-
den, dass der gewonnene Wirkungsgrad durch Erhöhung der Turbineneintrittstemperatur bei
der Kühlung der Turbinenschaufeln wieder verzehrt wird.
Zur Beschreibung der Effizienz eines Kühlverfahrens dient die adiabate Kühleffektivität η.
T
η =
T
∞
∞
− T
W
− T
K
Formel 3.1.1
Der Quotient aus den Temperaturdifferenzen zwischen Heißgas und Wand, sowie Heißgas
und Kühlluft. Bei den besseren Kühlungsvarianten geht η gegen eins.
In diesem Versuchsaufbau entspricht die Kanaltemperatur T0 der Heißgastemperatur T∞.
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