Aktive Turbulenzerzeugung in Windkanalströmungen

Studien-/Projekt-/Masterarbeit
Aktive Turbulenzerzeugung in Windkanalströmungen

Aktives Turbulenzgitter (Makita Gitter)

ilmkühlung ist eine Schlüsseltechnologie bei der Entwicklung effizienter, schadstoffarmer Fluggasturbinen. Die Kühlluft wird dabei durch eine Vielzahl kleiner Bohrungen auf die Oberfläche ausgeblasen. So bildet sich ein Kühlfilm, der die Wand vom Heißgas trennt und gleichzeitig Wärme abführt. Aufgrund der Vermischung von Luft und Brennstoff, sowie des anschließenden Verbrennungsprozesses ist die Entstehung von Turbulenzen in der Brennkammer unvermeidbar. Hierbei können Turbulenzgrade weit über 10% erreicht werden. Hohe Turbulenzen in der Strömung wirken jedoch einem stabilen, geschlossen Kühlfilm entgegen, da Wirbel zwischen Kühlfilm und Brennkammerwand gelangen können und so den schützenden Film von der Oberfläche abheben.

Am Institut für Thermodynamik (LRT-10) sollen neuartige Kühlfilmgeometrien bei hochturbulenter Anströmung unter-sucht werden. Hierfür wurde ein aktives Turbulenzgitter (ähnlich wie in Abb. 1) entwickelt, das durch Rotation mehrerer mit rechteckigen Flügeln bestückte Achsen die durchströmende Luft verwirbelt.

Im Rahmen dieser Arbeit soll das Gitter mit Sensoren nachgerüstet werden, welche eine genaue Positionierung der Achsen ermöglichen. Anschließend sollen verschiedene Steuerungsmodi programmiert werden, welche möglichst unterschiedliche Turbulenzgrade (Intensität, Längenskalen) erzeugen. Die Eigenschaften der daraus resultierenden turbulenten Windkanalströmung soll abschließend mit Hilfe von Heißdrahtmessungen validiert werden.

Beginn: ab sofort

Art der Arbeit: konstruktiv, experimentell

Teilaspekte der Arbeit:

  • Einarbeitung in die Erzeugung hochgradig turbulenter Strömungen
  • Erweiterung des vorhandenen Turbulenzgitters mit Sensorik zur Positionsbestimmung
  • Programmierung verschiedener Steuerungsmodi
  • Validierung der erreichbaren Turbulenzgrade

Voraussetzungen:

  • Grundlagen in/Interesse an turbulenten Strömungen
  • Motivation und Einsatzbereitschaft
  • CATIA Kenntnisse von Vorteil

Bitte kontaktieren Sie uns bei Interesse an der vorgestellten Arbeit: 

Prof. Dr. rer. nat. Michael Pfitzner
Zi. 2158
Tel.: +49 (0)89 - 6004 / 2103
E-Mail: michael.pfitzner@unibw.de
M.Sc. Michael Straußwald
Geb. 35 / 100 Zi. 2155
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E-Mail: michael.strausswald@unibw.de