Experimentelle Untersuchung des Wärmeübergangs in einemberippten Strömungskanal zur Simulation der internen Kühlung einer Gasturbinenschaufel

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Versuchsstand fur Warmeubergangsmessungen in Betrieb genommen. Mit Hilfe einer Infrarotkamera wurden Warmeubergangsmessungen an der Unterseite eines berippten Stromungskanals durchgefuhrt. Die Ergebnisse der ersten Warmeubergangsmessungen zeigten auf, dass durch die Rippen der Oberseite einen Teil des Messbereiches verdeckt wurde. Um dem entgegen zu wirken, entschloss man sich, zusatzliche Messungen unter einem anderen Betrachtungswinkel durchzufuhren. Durch das Zusammenfuhren beider Messungen gelang es Messdaten fur den gesamten Stromungskanal zu erhalten. Die anschliesende Auswertung der Messdaten und die Ermittlung des Warmeubergangskoeffizienten bzw. der Verteilung des Warmeubergangskoeffizienten _(x; y) ermoglichte die Untersuchung des Stromungskanals hinsichtlich des Warmeubergangs. Ruckfuhrend auf die Untersuchung konnte festgestellt werden, dass die Rippen einen entscheidenden Einfluss auf den Warmeubergaben haben. Im Vergleich zu den glatten Ein- und Auslaufkanal wurde der Warmeubergang in den Bereichen zwischen den Rippen deutlich angehoben. Zudem konnte der Einfluss durch das Schragstellen der Rippen auf den Warmeubergang identifiziert werden. Was dies betrifft, ergaben sich in den Bereichen zwischen den Rippen an der Unterseite des Einlaufkanals, die in der Praxis der Schaufelvorderkante entspricht, sehr hohe Warmeubergange. Zusammenfassend kann in Bezug auf die anfanglich gestellte Leitfrage gesagt werden, dass aus den Ergebnissen der Arbeit hervorgeht, dass der Warmeubergang durch das Einbringen der Rippen gezielt beeinflusst werden kann. Der in diesem Rahmen entstanden Prufstand fur Warmeubergangsmessungen bietet die Moglichkeit weiterfuhrende Untersuchungen durchfuhren zu lassen. Es konnte beispielsweise ein weiterer Stromungskanal gefertigt werden, bei dem die gegenuberliegende Seite, die Oberseite, hinsichtlich des Warmeubergangs untersucht werden kann. Fur die Auswertungen der Messungen konnen die bereits bestehenden und in dieser Arbeit neu geschriebenen Programme verwendet werden. Die Messdaten dieser Arbeit, konnten dann zusammen mit den neuen Messdaten fur Validationszwecke numerischer Rechnungen herangezogen werden. Des Weiteren konnte an dem bereits bestehenden Stromungskanal der Einfluss der Stromungsgrosen auf den Warmeubergang untersucht werden.