Skip to main content

Unsteady transitional flows in axial turbomachines (UTAT)

Article Category

Article available in the folowing languages:

Umweltfreundlichere Flugzeugtriebwerke und Gasturbinen

Zur Erhöhung der Leistung von Turbomaschinen durch eine genauere Untersuchung des Übergangs von einer laminaren Strömung hin zu einer turbulenten Strömung kamen neue Entwicklungsmethoden zur Verwendung. Computermodelle wurden entwickelt und durch Experimente gestützt und anschließend auf neue Entwürfe für Gasturbinenschaufeln angewendet.

Industrielle Technologien

Die UTAT-Forschungsgemeinschaft umfasste 15 Partner aus 7 Mitgliedsstaaten, unter anderem große europäische Hersteller von Flugzeugtriebwerken und stationären Gasturbinen. Das Projekt wurde gegründet, um die Lebenswegkosten zu verringern und um den Wirkungsgrad und die Sicherheit von Turbomaschinen zu verbessern, welche die Energie zwischen dem Rotor und einem Fluid übertragen. Verbesserungen waren durch eine Reduzierung der Anzahl der Turbinenschaufeln machbar, hierdurch wurde das Schub-Gewichtsverhältnis erhöht und die Herstellungskosten sowie die Zeit bis zur Marktreife verringert. Durch eine Änderung der Anzahl der Turbinenschaufeln kann auch der Kraftstoffverbrauch herabgesetzt sowie in den nächsten zehn Jahren der CO2-Ausstoß um ein Fünftel verringert werden. Die Verwendung von Konstruktionsverfahren, die auf instationären Strömungen basieren, verbesserte die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer von Flugzeugtriebwerken und stationären Turbinen. Das Phänomen des Übergangs von einer laminaren Strömung zu einer turbulenten Strömung ist nicht komplett verstanden, beeinflusst aber direkt den Gesamtwirkungsgrad von Turbomaschinen. Modelle, welche den Übergang zu instationären Strömungen als Ergebnis von Wirbeln und der Oberflächenrauigkeit untersuchten, wurden entwickelt und anhand einer Reihe von Experimenten überprüft. Die Modelle fanden Verwendung in einer numerischen Analyse innovativer Konstruktionsweisen für Gasturbinenschaufeln. Die Ergebnisse fanden Eingang in eine Datenbank, welche dabei hilft, das Verständnis über diesen Übergangsprozess zu erweitern. Daten des UTAT-Projekts werden es Forschern ermöglichen, Flugzeugtriebwerke und Gasturbinen zu entwickeln, die kostengünstiger, verlässlicher, langlebiger und umweltfreundlicher sind. Das Projekt trug daher dazu bei, die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie durch eine vereinfachte Entwicklung von besseren Turbomaschinen zu stärken.

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich