Modulares Leistungsberechnungsverfahren für Turboflugtriebwerke mit Kennfelddarstellung für Wärmeübertragungsvorgänge
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Autor: Riegler, Claus
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Claus Riegler, Stuttgart Modulares Leistungsberechnungsverfahren für Turboflugtriebwerke mit Kennfelddarstellung für Wärmeübertragungsvorgänge Reihe 6 : Energietechnik Nr.
V Inhaltsverzeichnis Nomenklatur VII Zusammenfassung XI 1 Einleitung 1 2 Bisherige Verfahren zur Leistungsberechnung 4 3 Zielsetzung und Vorgehensweise 13 4 Leistungsberechnungsverfahren mit Eignung für die Erfassung von Wärmeübertragungsvorgängen 15 4.1 Bisheriges Verfahren mit modularem Aufbau............. 15 4.2 Erweiterungen zur Vorbereitung des diabaten Berechnungsmodells . 19 4.2.1 Sekundäres Luftsystem..................... 19 4.2.2 Turbomaschinen mit Entnahme- und Zumischströmen .... 20 4.2.3 Berechnung instationärer Vorgänge.............. 27 5 Kennfelder für Wärmeübertragungsvorgänge 31 5.1 Anforderungen an die Kennfelddarstellung.............. 31 5.2 Wärmetransport in Turboflugtriebwerken............... 32 5.2.1 Wärmeübergang ........................ 33 5.2.2 Wärmeleitung in Strukturen.................. 37 5.2.3 Wärmeübertragung....................... 38 5.3 Ähnlichkeitsdarstellung......................... 39 5.3.1 Ahnlichkeitsparameter und allgemeine Darstellung...... 39 5.3.2 Beispielhafte Anwendung auf zylindrisches Rohr....... 41
VI 5.4 Kennfelddarstellungen für Komponenten von Turboflugtriebwerken 46 5.4.1 Turbine............................. 46 5.4.2 Weitere Komponenten..................... 59 5.5 Ermittlung der Kennfeldwerte..................... 65 5.5.1 Methoden und Vorgehensweise................. 65 5.5.2 Eindimensionales Feldverfahren................ 66 6 Leistungsberechnungsverfahren mit Erfassung von Wärmeübertragungsvorgängen 70 6.1 Einbindung der Wärmeübertragung.................. 70 6.1.1 Diabates Berechnungsmodul.................. 70 6.1.2 Verknüpfung diabater Berechnungsmodule.......... 72 6.1.3 Ermittlung der Parameter für die Wärmestromkennfelder . . 73 6.1.4 Berechnung instationärer Vorgänge.............. 74 6.2 Diabate Modellierung von Triebwerkskomponenten ......... 77 6.2.1 Turbine............................. 77 6.2.2 Weitere Komponenten..................... 81 7 Anwendung des Verfahrens 84 7.1 Zweistrom-Turboluftstrahl-Triebwerk................. 84 7.2 Nachrechnung stationärer Betriebsfälle................ 89 7.2.1 Leistungs- und Betriebsverhalten............... 89 7.2.2 Allgemeine Auswirkungen der Wärmeübertragung...... 91 7.2.3 Vergleich diabater und adiabater Berechnungsergebnisse . . 92 7.3 Nachrechnung instationärer Betriebsfälle............... 100 7.3.1 Leistungs- und Betriebsverhalten............... 102 7.3.2 Vergleich diabater und adiabater Berechnungsergebnisse . . 106 7.4 Berechnungsaufwand.......................... 110 Literaturverzeichnis 111
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