Themen der Wärmeübertragung am ITLR
Experimentell
Ziel des Projektes ist es, neue effiziente Simulationsverfahren für die Analyse transienter konjugierter Wärmeübertragungsprozesse in Flugtriebwerken unter Verwendung von Open Source CFD-Paketen weiter zu entwickeln. Dazu sollen detaillierte experimentelle Untersuchungen mit einer vorhandenen Versuchseinrichtung für lokale Wärmeübergangsmessungen mit optischen Verfahren eingesetzt werden, die die Entwicklung und Verifizierung der Simulationsansätze unterstützen.
Kontaktperson: Christopher Hartmann, M.Sc.
Kontaktperson: Julian Härter, M.Sc.
Moderne Gasturbinenschaufeln sind hohen thermischen Belastungen ausgesetzt und müssen effizient gekühlt werden. Eine vielversprechende Möglichkeit zur Kühlung der Schaufelvorderkante stellt die so genannte Zyklonkühlkammer, auch Wirbelrohr genannt, dar.
Ein Wirbelrohr besteht aus einem Rohr mit einem oder mehreren tangentialen Einlässen, welche der Strömung einen starken Drall aufprägen. Die daraus resultierenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten in Wandnähe und die starke turbulente Durchmischung erzielen hohe Wärmeübergangskoeffizienten. Ziel des Projektes ist es, verschiedene divergente Querschnittsverläufe entlang des Wirbelrohres und deren Auswirkung auf die Strömung und den Wärmeübergang zu untersuchen.
Kontaktperson: Lukas-Maximilian Loidold, M.Sc.
Thermisch hochbelastete Turbinenschaufeln sind mit internen Kühlkanälen ausgestattet. Am ITLR werden solche Kühlsysteme schon lange mittels der transienten Flüssigkristall-Messmethode untersucht, um die Wärmeübergangsverteilungen an den Kühlkanalwänden zu bestimmen. Ein neu entwickelter rotierender Versuchsstand ermöglicht es uns jetzt auch, derartige Kühlsysteme unter Rotationseinfluss zu untersuchen. Die Kühlluftströmung wird hier zusätzlich durch Corioliskräfte und rotationsbedingte Auftriebskräfte beeinflusst, was die Wärmeübergangsverteilung deutlich verändern kann.
Kontaktperson: Dipl.-Ing. Christian Waidmann
Numerisch
Um Kühlsysteme von modernen Gasturbinenschaufeln zu verbessern, müssen die lokalen Kühlungseigenschaften eines Systems unter allen relevanten Betriebsbedingungen bekannt sein. Dabei soll der interne Kühlluftverbrauch reduziert werden, um eine Wirkungsgradsteigerung bei gleichzeitiger Reduzierung der Schadstoffemissionen zu erzielen.
Zur Erhöhung des internen Wärmeübergangs von Gasturbinenschaufeln kommt dabei eine Kombination verschiedener Kühlungsmechanismen wie Prallstrahlen, Pin-Fins und Rippen zum Einsatz, wodurch sich sehr komplexe Strömungen ergeben. Zur besseren Vorhersage der entstehenden Bauteiltemperaturen bedarf es einer Verbesserung der bestehenden numerischen Modelle zur Beschreibung der turbulenten Strömung.
Kontaktperson: Dipl.-Ing. Philipp Wellinger
Kontaktperson: Hannes Mandler, M.Sc.
In diesem Projekt werden Fortschritte auf dem Gebiet der Turbulenz- und Skalarflussmodellierung zur Optimierung der Kühlung von Turbinenkomponenten genutzt. Der Fokus liegt dabei auf der Kühlmethode der Filmkühlung in Gasturbinen zur Stromerzeugung. Mit den Erkenntnissen aus diesem Projekt kann in Zukunft Kühlluft eingespart und damit der thermische Wirkungsgrad dieses Kraftwerks-Typs erhöht und die Schadstoffemissionen gesenkt werden. Industriepartner dieses Projekts ist die Siemens AG. Außerdem wird das Projekt gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
Kontaktperson: Hendrik Mayer, M.Sc.
Numerische Strömungssimulation, poröse Medien, Transport zwischen freier Strömung und porösem Medium
Numerische Simulation auf Porenskala von Wärme- und Massentransport in porösen Medien unter Berücksichtigung von Zweiphasenströmung, Phasenübergang und Kopplung zwischen freier Strömung und porösem Medium.
Kontaktperson: Johannes Müller, M.Sc.
Ihre Ansprechpartner

Bernhard Weigand
Prof. Dr.-Ing. habil.Direktor
Susanne Stegmeier
Sekretariat/Verwaltung