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Die grossten Optimierungspotentiale bei Turbomaschinen liegen heute nicht mehr im rein technologischen Fortschritt der Einzelkomponenten, sondern zunehmend im verbesserten Zusammenspiel der Komponenten und Teilsysteme. Als Schnittstelle zwischen der Brennkammer und der restlichen Turbine nimmt die erste Turbinenleitreihe hier eine zentrale Rolle ein. Die Einfuhrung neuer Magerverbrennungskonzepte wird die thermische Belastung der Turbinenseitenwand weiter erhohen. Neue dreidimensionale Konturierungen der Seitenwand erlauben eine Reduktion der aerodynamischen Verluste. Die Integration dieser neuen Konzepte mit dem Kuhlsystem, bei einer weiteren Erhohung des Wirkungsgrades, stellt eine gewaltige Herausforderung dar. Gegenstand dieser Studie sind Warmeubergang und Filmkuhleffektivitat auf einer solchen konturierten Seitenwand mit Interaktion der Sekundarstromung und Filmkuhlung. Die experimentellen Ergebnisse werden unter Zuhilfenahme von begleitenden numerischen Berechnungen des Stromungsfelds erklart und interpretiert. Eine neuartige Methodik zur Datenreduktion erlaubt es dem Entwicklungsingenieur, wahrend der aerothermischen Auslegung von thermisch hochbelasteten filmgekuhlten Leitgittern auf existierende Korrelationen der Filmkuhlung zuruckzugreifen. Daruber hinaus stellen die erzeugten experimentellen Daten eine Validierungsbasis fur dreidimensionale CFD-Rechnungen dar, bei denen erweiterte Modelle zur Vorhersage der Grenzschichttransition in Filmkuhlkonfigurationen unter dem Einfluss von Sekundarstromungen bewertet werden sollen.

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9783832546380

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