Reduzierung der Spaltverluste

[P1504]

Hallo zusammen,
bei den Turbinen die ich kenne sieht die Geometrie im Außenbereich des Turbinenrades immer so aus wie auf dem Bild:


Folge: Ein gewisser Anteil der Gase aus der Brennkammer umströmt das Rad außen -> Spaltverlust -> Verlust im Wirkungsgrad.

Gibt/Gab es Versuche oder hat schonmal jemand Erfahrung damit gemacht, den Bereich so auszuführen wie auf Bild 2?


Das Turbinenrad ist am Außendurchmesser entweder Deckungsgleich oder einige Zehntel größer als der Innendurchmesser des Leitsystems.
Ziele:

Entweder

• Reduzierung der Spaltverluste und somit Erhöhung des Wirkungsgrades bei gleichbleibender Präzision in der Fertigung

oder

• Gleichbleibende Spaltverluste/Wirkungsgradverluste, aber Zulassen von größeren Fertigungstoleranzen und somit Herstellbarkeit mit "ungenauerem" Equipment

Was sagt ihr dazu?

 

[Andreas U.]

Du wirst einen Leistungsverlust haben der höher ist, als der Leistungsverlust durch den Spalt. Grund hierfür ist, das Du den effektiv wirksamen Durchmesser des Rades um den Durchmesser der Kante verringerst. Der Luft ist es erstmal egal ob der Spalt geradlinig oder "ums Eck" geht solange der Querschnitt sich nicht ändert.

Irgendwer hier im Forum wird's Dir vorrechnen können. Ich hab da keine Lust zu.

P.S. wenns so einfach wäre, gäb's irgendwo eine Anwendung die das so machen würde. Hab ich bisher nirgends gesehen....

 

[Da Hoarst]

==>Hubi

==>Hubi

Ist eher was für eine Zweiwellenturbine (Turboprop, Helikopter) um den Strahl optimal auszunutzen.
Bei einem Turbojet einfachster Bauart ist der Schub ja gerade das was man will.
Da sind die Spaltverluste der Turbine ja gar keine 'richtigen' Verluste

Da Hoarst

 

[P1504]

Bei einem Turbojet einfachster Bauart ist der Schub ja gerade das was man will.
Da sind die Spaltverluste der Turbine ja gar keine 'richtigen' Verluste

Da Hoarst

Richtig, Schub wird erzeugt, aber bezogen auf die Leistung die von der Turbine an den Verdichter gegeben wird, ist es ein Verlust. Ein Teil des Strahls geht ja nicht über das Rad.

 

[Da Hoarst]

Irrtum

Irrtum

Falsch,
bezogen auf die thermodynamische Leistung für den Kompressor ist es ein Verlust.
Da die Gasmasse (aus dem Spalt) jetzt aber dem Schub hinzugerechnet werden kann, ist es praktisch nicht so schlimm, beim Turbojet.
Bei Turbofan, Zweiwellen etc. sieht die Sache anders aus.
Also wenze Wirkungsgrad machen willst, konzentriere dich lieber auf das Kompressorrad und deren Anpassung.
Verstellbare Schaufeln z.b.

Da Hoarst

 

[steinix]

übrigens brauchst ein bissel hauchfeinen spalt, damit bei etwas heißerem start oder ecu´s mit schneller startsequenz bzw. schneller beschleunigung dein turbinenrad nicht am außenring anläuft. es wird nämlich dabei am schnellsten am heißesten und dehnt sich auch am schnellsten aus. wer sich allerdings mal ne bine mit höherer laufzeit angeschaut hat, wird in einigen fällen feststellen, daß sich der spalt durch feinste ablagerungen innen am außenring ums t-rad "optimiert" hat.
ich denke die meisten hersteller haben ihr optimales spaltmaß dahingehend schon gefunden.

 

[Alfredki]

Hallo P1504
Hast du auch einen Nahmen?
Wie Andreas schon geschrieben hat, verlierst du einen Teil der wirksammen Arbeitsfläche ( gerade da wo das Drehmoment am höchsten ist )
Nimm 1,5 Zehntel Spalt und gut isses. Außerdem bildet sich in diesem Spalt duch die Fliehkräfte der Gase eine Barriere die das durchströmen verhindert
Gruß
Alfred