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Experimentelle Untersuchung der Aerodynamik einer mit Wassertropfen beladenen Luftströmung in einem ebenen Verdichtergitter

dc.contributor.advisorJoos, Franz
dc.contributor.authorEisfeld, Tjark
dc.contributor.grantorHelmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg
dc.date.issued2011
dc.description.abstractDiese Arbeit befasst sich mit der Technik der Wassereindüsung in Gasturbinenverdichter, die eine kurzfristige Leistungserhöhung von Gasturbinenkraftwerken sowie Gas- und Dampfkraftwerksanlagen (GuD) zum Ziel hat. Diese Methode ist insbesondere für ältere Anlagen bereits erprobt, birgt jedoch weiteres Entwicklungspotential, da die thermodynamischen und aerodynamischen Auswirkungen der Wassereindüsung in Verdichter bis heute noch nicht vollständig verstandensind. --- Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit eine theoretische Einführung in die Thermodynamik des Gasturbinenprozesses mit Nassverdichtung gegeben,wobei sich abgängig von den Prozessparametern Potentiale bezüglich einer Wirkungsgradverbesserung gegenüber dem trockenen Prozess zeigen. In einer aerodynamischen Betrachtung des Verdichters wird jedoch deutlich, dass der Verdichterwirkungsgrad mit der Steigerung des eingedüsten Wassermassenstromes abnimmt, sofern die Auslegung auf den trockenen Betrieb optimiert ist. --- Des Weiteren wird das aerodynamische Verhalten einer Verdichterbeschaufelung bei Wassereindüsung experimentell in einem ebenen Gitterwindkanal untersucht. Hierzu wird insbesondere die berührungslose Messtechnik der Phasen Doppler Anemometrie eingesetzt. Diese ist in der Lage, das Strömungsfeld im Verdichtergitter in hoher Auflösung abzubilden. --- Aus den Ergebnissen der Messungen wird ersichtlich, dass der Einfluss der Wasserbeladung auf die Verdichteraerodynamik durch Trägheitseffekte dominiert wird. Bei subsonischen Verdichterströmungen führt die Anwesenheit von Wassertropfen zu höheren Verlusten. Bei transsonischer Strömung werden die Verluste durch die Verdichtungsstöße und die damit einhergehende Stoß- Grenzschicht-Interferenz durch die Wassereindüsung verringert. Infolgedessen sinkt in diesem Fall der Verlustbeiwert der Beschaufelung. Gleichzeitig werden stoßinduzierte Ablösungen unterdrückt und ein größerer maximaler Umlenkwinkel erreicht.
dc.description.versionNA
dc.identifier.doi10.24405/460
dc.identifier.urihttps://openhsu.ub.hsu-hh.de/handle/10.24405/460
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:705-opus-29554
dc.language.isode
dc.publisherUniversitätsbibliothek der HSU / UniBwH
dc.relation.orgunitThermodynamik
dc.rights.accessRightsopen access
dc.subjectVerdichter
dc.subjectNassverdichtung
dc.subjectZweiphasenströmung
dc.subjectAerodynamik
dc.subjectTropfen
dc.subject.ddc620 Ingenieurwissenschaftende_DE
dc.titleExperimentelle Untersuchung der Aerodynamik einer mit Wassertropfen beladenen Luftströmung in einem ebenen Verdichtergitter
dc.typePhD thesis (dissertation)
dcterms.bibliographicCitation.originalpublisherplaceHamburg
dcterms.dateAccepted2011-11-01
dspace.entity.typePublication
hsu.thesis.grantorplaceHamburg
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