MTU zeichnet Arbeit zur Kühlung von Turbinenschaufeln aus

Der diesjährige Preisträger des Wolfgang-Heilmann-Preises von MTU Aero Engines heißt Marco Göbel. Der 27-Jährige hat am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Maschinenbau studiert und erhält die Auszeichnung für seine Masterarbeit zum Thema «Numerische Untersuchung von Zyklonkühlungskonfigurationen mit axialen Leitgittern zur Drallerzeugung». Dabei geht es um die Weiterentwicklung der Zyklonkühlung von Turbinenschaufeln.

Zur Einordnung: Um Schadstoffemissionen und Betriebskosten von Fluggasturbinen weiter zu senken, muss der thermische Wirkungsgrad gesteigert werden. Das bedeutet eine weitere Erhöhung von Turbineneintrittstemperatur sowie Druckverhältnis und für die Turbinenschaufeln, dass sie noch höheren Temperaturen ausgesetzt sind. Für einen sicheren Betrieb müssen sie aufwendig gekühlt werden. Eine vielversprechende Methode ist die noch wenig erforschte Zyklonkühlung. Hier erfolgt die Kühlung durch eine stark drallbehaftete Strömung im Inneren der Schaufel. Göbel hat sich mit der Generierung dieser Drallströmung und ihren Eigenschaften beschäftigt, die sehr komplex und schwierig vorherzusagen sind.

«Ziel der Arbeit war die Entwicklung neuer Leitgittergeometrien und –anordnungen zur Erzeugung einer möglichst effektiven Drallkühlung», so Gerhard Ebenhoch, MTU-Technologie-Experte. «Die Arbeit zeige sehr gut, welche geometrischen Merkmale zu einer Verbesserung der Kühlung beitragen und wie sich verschiedene Turbulenzmodelle auf die Simulationsergebnisse auswirken.» Er lobt: «Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen ganz erheblich zur Weiterentwicklung dieser innovativen Kühlmethode bei.»