Heißgas-Gitterprüfstand

Der Heißgas-Gitterprüfstand  oder Brennkammer-Prüfstand gehört zu den wenigen ebenen Gitterwindkanälen, die eine Untersuchung von Turbinenschaufeln unter realen Temperaturbedingungen ermöglichen. Dieser wird zur Entwicklung von Schaufelkühlungssystemen sowohl von Industriegasturbinen als auch für Triebwerke eingesetzt.

Technische Daten

Messstrecke:

  • Anzahl Schaufeln: 5
  • Massenstrom am Schaufelsegment: max. 1 kg/s
  • Druck am Schaufelsegment: pmax = 3 bar
  • Temperatur der Brennkammer: Tmax = 1.400 K
  • Querschnitt der Messstrecke: 80 mm x 162 mm

Kühlluft-System:

  • Massenstrom der Kühlluft: max. 0,03 kg/s
  • Druck der Kühlluft: pKL,max = 8,6 bar
  • Temperatur der Kühlluft: TKL,max = 650 K

Die Luftversorgung erfolgt über die GHH-Verdichteranlage des Instituts.

Technische Einrichtungen

  • Venturirohr nach DIN 5167 zur Volumenstrombestimmung des Hauptmassenstrom
  • Kompressor zur Aufbereitung der Kühlluft (für luftgekühlte Schaufel)
  • Messblenden nach DIN 5167 zur Volumenstrombestimmung der Kühlluft der Schaufel
  • Durchlauferhitzer zur Aufheizung der Kühlluft der Messschaufel
  • Brennkammer zur Erzeugung des Heißgases (Flammrohr des Flugtriebwerks vom Typ Pratt & Whitney JT8D)

Untersuchungsgebiete

  • Oberflächentemperaturmessungen an Turbinenschaufeln unter realen Bedingungen
  • Vergleich von Kühlungskonfigurationen für Turbinenschaufeln (Filmkühlung, Konvektionskühlung)

Messtechnik

Beruhigungskammer:

  • Sondenkamm mit drei wassergekühlten Totaldruck- und Totaltemperatursonden
  • Statische Wanddruckbohrungen

Messtrecke:

  • Drei traversierbare, wassergekühlte Infrarottemperaturmesssonden (Pyrometrie) zur Messung der Oberflächentemperatur der Messschaufel
  • Statische Wanddruckbohrungen an der Eintritts- und Austrittsebene des Schaufelgitter
  • Thermoelemente zur Überwachung der Wandtemperatur der Messschaufel
  • Wassergekühlte 3-Loch-Keilsonde zur Bestimmung des Abströmwinkel und Abström-Machzahl

Prüfstandsaufbau

Schnittdarstellung