Turbine

Ein Fokus unserer Arbeit ist die Verbesserung von Turbinenkomponenten zur Steigerung des Wirkungsgrades. Beispielsweise beschäftigen wir uns mit der Interaktion von Leckage- und Hauptströmungen in Deckbandturbinen. Hier können Mischungsverluste durch gezielte Sekundärlufteinblasungen und nicht-achsensymmetrische Seitenwandkonturierungen minimiert werden. Darüber hinaus betrachten wir die Interaktion mit angrenzenden Komponenten, wie z.B. den Effekt von Stützrippen auf die Sekundärströmung in Ringraum-Diffusoren sowie die instationäre Rotor-Stator-Interaktion, um deren Einfluss auf den Arbeitsumsatz und den Wirkungsgrad zu identifizieren.

Für die Netzstabilisierung sind Gasturbinen im flexiblen Lastbetrieb unerlässlich. In diesem Rahmen untersuchen wir Schwachlastströmungen und deren Einfluss auf die Lebensdauer der Turbine. Zudem erforschen wir Möglichkeiten zur Verbesserung der Betriebsstabilität und zur Bauraumminimierung. Dies erreichen wir durch die optimale Abstimmung von der Turbine und dem Diffusor sowohl im Voll- als auch im Teillastbetrieb.

Im Laufe ihrer Lebensdauer verlieren Turbinen an Leistungsfähigkeit und Wirkungsgrad, was die effiziente Wartungsplanung entscheidend macht. Wir entwickeln daher Methoden zur Identifikation notwendiger Wartungsmaßnahmen durch die Analyse aerodynamischer Effekte. Hierbei setzen wir KI-basierte Ansätze ein, die aus umfassenden Messdaten über die Turbinenlebensdauer automatisiert Schadensvorhersagen treffen. Zudem erproben wir innovative Wartungsmethoden, wie z.B. die Background-Oriented Schlieren Methode, um Brennerausfälle in Flugtriebwerken effektiv zu detektieren.

Zur experimentellen Validierung unserer numerischen Forschungsergebnisse betreiben wir zwei Axialturbinenprüfstände. Diese ermöglichen umfassende Komponentenerprobungen für die Luftfahrt, stationäre Gasturbinen und Dampfturbinen. Dabei erlaubt uns unsere Versuchsinfrastruktur die Durchführung unter maschinenähnlichen Parametern, wodurch wir in der Lage sind realitätsnahe Testbedingungen abzubilden. Weitere ausführliche Informationen zu unseren Versuchsmöglichkeiten finden Sie hier.