Untersuchung der Schallentstehung und akustischen Transmission von Turbinen unter akustisch optimierten Randbedingungen

Im Teilprojekt USTRa des gesamt Projekts VedAS (Verbesserung der Akustischen und Strukturmechanischen Bewertungsfähigkeit NDT und HDV), werden die aeroakustischen Mechanismen der Schallentstehung, sowie Transmission und Reflektion experimentell und numerisch untersucht. Messungen der instationären Druckverteilung auf den Leitschaufeln sowie des Schallfeldes vor und hinter der neu in den Prüfstand integrierten 1½-stufigen Niederdruck Turbinen Konfiguration liefern die Grundlage zur weiteren Analyse der Schallentstehung und -transports.

Motivation und Zielsetzung

Das Instituts für Turbomaschinen und Fluiddynamik (TFD) betreibt einen aeroakustischen Windkanal (AWT), der für akustische Messungen von Turbomaschinen Schaufelreihen ausgelegt ist. Die Strömungsbedingungen im AWT bilden die aerodynamischen Randbedingungen von Turbomaschinen nach, während die akustischen Randbedingungen und die Instrumentierung Schallfeldmessungen ohne Störungen durch die Prüfstands Umgebung gewährleisten. Derzeit kann im AWT die Wechselwirkung zwischen einem synthetisch eingebrachten Schallfeld und Statorreihen untersucht werden (e.g. Projekt SiValT oder aeroakustische Skalierung).

Um die Turbinenakustik unter realistischen Randbedingungen in Zukunft genauer untersuchen zu können, wird die AWT nun auf eine rotierende 1 ½ -stufige Niederdruckturbine (LPT) erweitert. Nach der Inbetriebnahme werden umfassende aerodynamische und aeroakustische Messungen durchgeführt, wobei das akustische Transmissions- und Reflexionsverhalten der Niederdruckturbine analysiert wird. Ebenfalls wird die drucksensitive Farbe zur Messung von flächigen Schallfeldern auf den Statorschaufeln in dem Projekt erprobt.

Veröffentlichungen

Test rig design for the aeroacoustic investigation of a 1½-stage low-pressure turbine, DOI:  ETC2025-160

Veranwortliches Institut

Das Projekt wird verantwortet durch das Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik.