LFA 2 und spez. Kapitel
Lernkartei LFA2
Lernkartei LFA2
Kartei Details
Karten | 101 |
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Sprache | Deutsch |
Kategorie | Technik |
Stufe | Universität |
Erstellt / Aktualisiert | 30.05.2020 / 12.06.2020 |
Weblink |
https://card2brain.ch/box/20200530_lfa_2_und_spez_kapitel
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Showerheadkühlung + Einsatz
Eingesetzt bei Turbinenschaufelvorerkanten, Luft gelangt durch viele kleine Löcher nach außen und legt sich um die Schaufel
Wie sinnvoll ist es eine Schaufel ohne wirkungsvolle konvektive Kühlung über Filmkühlung zu schützen?
Nur mit gutem konv. System sinnvoll, wenn Kühlwirkungsgrad eta_c konvektiv =0 und verbauchte Kühlluft des konv. Systems ist für Filmkühlung noch gut
Wie ändert sich der Kühlwirkungsgrad einer Komponente beim Einsatz von Filmkühlung?
eta_c steigt an, da bereits erwärmte Luft zusätzlich den Film gewährliestet und soe die Heissgastemperatur die das Material sieht abnimmt
TBC
Themral Barrier Coating = kermaische Schutzschicht auf Schaufel die extrem schlechte WL hat.
Benötigt metallsiche Bond Coat auf Schaufel
Aufbringen über Plasma Spray
Erläutern Sie den Begriff der Äquivalentleistung beim PTL.
Kunstgröße für besseren Vergleich PTL/ZTL
Propeller und Stehlleistung werden zur Wellenleistung addiert
Warum ist der Vortriebswirkungsgrad ηa beim PTL praktisch identisch mit dem Propellerwirkungsgrad ηp ? Zeichnen Sie qualitativ die Verläufe ηp und ηa;TL als f(c0) in ein Diagramm.
Warum ist die in einem optimierten PTL zur Verfügung stehende spez. Nutzleistung wN etwa gleich der spez. Äquivalentleistung w e?
der Unterscheid zwischen Nutz und Äquivalenzleistung ist, dass bei der Äquivalenzleistung der Strahlanteil mit drin ist, da dieser aber nahe 0 ist, gibt es hier kaum einen UNterschied.
Warum ist die Geschwindigkeit des Abgasstrahls beim optimierten PTL im Auslegungspunkt etwa gleich der Fluggeschwindigkeit?
Im Auslegungspunkt soll möglichst viel Schub über den effizeinten (weil geringe Ulenkung und langsame Geschwindigkeit) Propeller erzeugt werden. Somit muss möglichst viel Energie aus dem Kern TW in den Propeller gehen und die Turbine nimmt maximal viel Leistung aus dem Strahl bis c9 = c0.
Warum ist das Strahltriebwerk dem PTL für hohe Fluggeschwindigkeiten überlegen?
Je höher die Fluggeschwindigkeit, desto schneller muss ein Propeller oder Fan drehen und somit entstehen höhere Blattgeschwindigkeiten was zu aerodynamischen Verlusten führt. Zudem ist die Kompression bei hohen Machzahlen nicht mehr durch Verdichter nötig sondern entsteht durch Staudruck. der Propeller hat daher auch außen einen Geringeren Anstellwinkel als innen
Physikalische Bedeutung Biot Zahl
Bi=a_HG*s_w/lambda
Vergleich WÜ in GS und in Wand
Maß für Temperaturgradient in Wand
je höer BI, desto mehr Wärme wird in Wand verbraucht -_> bessere TBC
Möglichkeiten der Kühlung nach Effektivität
Konvektiv + andre (inkls eta_c)
Single Passage
Multi Passage
Multi Passage mit Rippen, Dimples, Pinfeld
Prallkühlung
nur Film -_> eta_c 0,9...1
nur TBC--> eta_c 1,1...1,2
Film + TBC--> 1,4...1m5
Materialien gegen Korrosion, z.B. MCrAlY und NiCrAlY vy CoCrAlY
Al hilft gegen Oxidation, Cr gegen Korrosion
Nickel ist gut gegen Zundern, Cr gegen Heisgassoxidation
Was amcht Prallkühlung so wirkungsvoll
Viele Löcher = viele Staupunkt, dadurch sehr viel Wärme aus Wand holbar
Warum können Axialturbinen höher Belastet werden als Axialverdichter
Turbinenen Arbeiten mit der Strömung d.h. Sie müssen keinen Druckgradienten erhalten (+erhöhen) daher sind hier größere Umlenkungen möglich da ein Rückströmen nicht auftreten kann
Schalgworte: Gitter, stat. Druckverlauf
Warum benötigt man Ablassventile und verstellbare LE in einem Hochleistungsverdichter
um Betriebszustände erreichen zu können müssen beim Anfahren die Betriebsgrenzen eingehalten werden, da Laufradgeometrie fix ist müssen über diese Instrumente die Geschwindigkeitsdreiecke angepasst werden
1. HDT Leitreihe gesperrt, warum steigt der Druck in der BK an, wenn tt4 erhöht wird? In welchem Verhältnis zur Temperaturerhöhung ändert sich der Druck
red Massenstrom gibt Verhältnis vor. Da bei weiterer Temperaturerhöhung die Gescwindigkeit weiter Steigen würde, dies aber nicht über M=1 möglich ist, steigt der Druck an
verh: m.*Wurzel(Tt4)/A*pt
Warum ist erheblicher Zusatzaufwand bei 2. Welle gerechtfertigt
Höherer spez. Schub bei geringem bzw gleichem Bauraum möglich durch höhere Belastung der einzelnen Komponenten bzw Belastung näher an Optimum da 2 Drehzahlen statt einer --> sehr praktisch, da Tt4 materialabhängig und für Pi_t existiert Optimum (Tt4), höhere Umlenkung führt aber zu Verlusten, Höhere Drehzahl führt zu Blattspitzenverlusten
Entkopplung Hoch und Niederdruckteil --> 2 Drehzahlen möglich, da sonst Niederdruckteil Drehzahl vorgibt
Mit der Gestaltung welcher Komponente auf der ND Welle kann die Arbeit auf der HD Welle wesentlich beinflusst werden
NDV bzw Fan, da dieser die Arbeit für die NDT vorgibt, über thermodynamische Kopplung ist diese mit der HDT gekoppelt und auch der HDV muss das noch fehlende Druckgefälle leisten
Was verstehen Sie unter thermodynamischer Kopplung im 2 Wellen TW, Welcher Gasdynamische Effekt ermöglicht sie
Drehzahlen der HD und ND welle sind miteinander verbunden, da red. Massenstrom sich einstellt und durch das ganze TW gilt + außerdem gelten Konti, Isentropenbeziehungen und Bernoulli bzw Impulssatz
In einem 2 Wellen TW ist der engste Querschnitt der 1. NDT LE zu klein, was passiert?
Dort stellt sich M=1 ein und der Querschnitt sperrt, da dieser zu klein ist, reicht der red. Massenstrom nicht aus um an den beiden anderen relevanten ( üblicherweise gesperrten) Querschnitten 4 und 8 für M=1 zu sorgen, das TW arbeitet ineffizient und es kommt im schlimmsten Fall zu einem Überschreiten einer Betriebsgrenze ( Schluckgrenze) im Verdichter
Warum stehen die umgesetzten Arbeiten auf der ND und HD Welle in einem festen verhöltnis?
thermodynamische Kopplung: Mred stellt sich im Normalfall ein und sorgt für ein fixes Drehzahlverhältnis abh von Geometrie, da a =Delta( c_u*U) ist und U direkt von Drehzahk und Gemetrie abhängt ist das Verhöltnis fix
Warum fällt der spez Schub nach erreichein eines Maximums mit weiter steigenden Pi_k auf 0 ab(Tt4/T0=const)
Mit steigender Kompression steigt zunächst einmal der Schub bzw. die Effizienz der Verbrennung an, daher lohnt es sich das Kompressionsdruckverhöltnis zunächst zu erhöhen, da jedoch zwangsweise auch die Temperatur mit der Kompression ansteigt, bleibt nur ein bestimmtest Fenster für die Temperaturerhöhung übrig, da Tt4 durch das Material vorgegeben ist. Zudem verbaucht die Turbine mehr Energie um ein höheres Pi_k im verdichter anzutreiben. Nach dem Optimum, kann somit also nicht mehr Temperatur in der Brennkammer erzeugt werden sondern weniger und die Turbine verbraucht mehr Energie
Warum nimmt bei einem Flugzeugtriebwerk mit zunehmender Flugmachzahl und konstantem Kompressionsverhältnis das Verdichterdruckverhältnis ab
Pi_k= const= Pi_E*Pi_Stau*_Pi_V
Pi_e sinkt leicht mit M aber Pi_Stau steigt stark, somit muss Pi_V sinken, aerodynamisch gesehen, kann der geometrisch fixe Verdichter auch nicht mehr Verdichten, da er sonst seine Betriebgrenzen erreichen würde
Einfluss Flugmachzahl auf Turbineneintrittstemperatur?
Verdichter ist Verlustbehafttet--> Tt3 ist höher als bei isentropem Verdcihter
Durch höhere Machzahl sinkt bei konstanten Pi_k das nötige Verdichterdruckverhältnis,--> Tt3 sinkt
Da Tt4 weitherin Optimum hat und durch Material vorgegeben ist bleibt Tt4 konstant aber der Brennstoffmassenstrom kann erhöht werden--> Höhere Energiezufuhr
Konsequenzen hoher Flugmachzahlen auf Mascinenkonzept?
Pi_V optimal nimmt mit steigenden Flugmachzahlen ab, bis hin zu Pi_v = 1 daher dann kein Verdichter mehr nötig--> StaustrahlTW (auch ohne Turbine)
Funktion Nachbrenner bei ETL?
Weitere Wärme kann zugeführt werden und somit der spez. Schub erhöht werden, nicht in BK möglich da Tt4 begrenzt, Nachbrenner hat aber extrem schlechten Wirkungsgrad
Warum benötigt ETL eine in A8 und A9 verstellbare Schubdüse für Nachbrennerbetrieb?
A8 ist bereits ohne Nachbrenner gesperrt und gibt Mred vor, wenn nun Nachbrenner eigeschaltet wird, dann steigt m* und Tt an und somit würde sich der Druck in A8 und davor erhöhen da ja bereits gesperrt. A8 muss also vergrößert werden und A9 muss also die neue Schubdüse für den Nachbrenner sein und somit auch verstellbar.
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