Einfluss der Aerodynamik auf die Waermeaufnahme filmgekuehlter Turbinenschaufeln Entwicklung der Messtechnik. Abschlussbericht

A measuring system is to be developed that enables high-resolution heat transfer measurements on turbine blades. The method of measurement is both theoretical and experimental. Heat transfer is calculated on the basis of the temperature field in the blade via the temperature gradients normal to the blade surface. The temperature field is calculated using a finite element method. The thermal boundary conditions for the calulations are derived from the experiment. The spatial resolution of the method depends primarily on the temperature measurement at the blade surface. In the experiments, an IR scanner was used for detailed surface temperature measurements, and a resolution of 0.5 mm was achieved in both spatial directions. Higher resolutions may be obtained by using objectives with a better focus. For maximum accuracy of the measurements, the data prvided by the thermocamera were calibrated by a comparison with thermoelements using a method developed at the Institut fuer Thermische Stroemungsmaschinen. (orig.)Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens soll die Entwicklung einer Messtechnik vorangetrieben werden, die die Ermittlung des Waermeuebergangs an ausgefuehrten Turbinenschaufeln mit hoher Aufloesung ermoeglicht. Die Messmethode hat sowohl experimentellen als auch theoretischen Charakter. Mit ihr wird der Waermeuebergang ueber den Umweg der Berechnung des Temperaturfeldes in der Schaufel aus den Temperaturgradienten normal zur Schaufeloberflaeche gebildet. Die Berechnung des Temperaturfeldes erfolgt mit Hilfe eines Finite-Elemente-Verfahrens. Die thermischen Randbedingungen fuer die Berechnung kommen aus dem Experiment. Das raeumliche Aufloesungsvermoegen des Verfahrens haengt im wesentlichen von der Temperaturmessung an der Schaufeloberflaeche ab. Im Rahmen des Vorhabens wurde daher ein Infrarotscanner eingesetzt, mit dem die Oberflaechentemperaturen detailliert erfasst werden. In dem verwendeten Aufbau betraegt die Aufloesung in beiden Raumrichtungen etwa 0,5 mm. Durch den Einsatz von Objektiven mit groesseren Brennweiten koennte die Aufloesung noch weiter gesteigert werden. Um die Messgenauigkeit zu erhoehen, werden die Thermokameradaten nach einer am Institut fuer Thermische Stroemungsmaschinen entwickelten Methode durch den Vergleich mit Thermoelementen kalibriert. (orig./GL)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F96B897+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman