LFA 2 und spez. Kapitel
Lernkartei LFA2
Lernkartei LFA2
Kartei Details
| Karten | 101 |
|---|---|
| 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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Was verstehen Sie unter Taylorwirbeln? Was treibt sie an?
An welcher Stelle im Sekundärluftsystem spielen sie eine Rolle?
\(Ta = {U_1 *d \over \nu }* \sqrt{d \over R_i} = Re*\sqrt{d \over r_i} = {u_2 *(r_2-r_1) \over omega }* \sqrt{r_2-r_1 \over r_1} \)
treten auf bei festen Rohren mit innen rot Zylinder mit
d= Abstand Zylinder-Rohr
R=Radius Zylinder
U_i=Umfang Zylinder
Antrieb durch Zentrifugalkraft und resultierenden Druckunterschiede angetrieben
Relevant bei Kühllufttransport und bei Wellenabdeckungen etc
Sind Taylorwirbel wünschenswert oder müssen sie im Bereich der Wellenabdeckung
vermieden werden?
Was ist das Beurteilungskriterium? Erläutern sie Ihre Antwort.
Da Druckverlsute mit TW sehr hoch (>3x) und unkontrollierbar, müssen diese verhindert werden, Stabilitätskriterium zur Sicherstelung, dass keine TW auftreten: \({Re_{cu} \over Re_{ca}}*\sqrt{r_2-r_1 \over r_1} ={c_u(r_m) \over c_a(r_m)}*\sqrt{r_2-r_1 \over r_1} ≥1.8\)
NOCHMAL ANSCHAUEN Mit welchen Annahmen bestimmen Sie qualitativ die Änderung des Totaldrucks der
Strömung durch die Wellenabdeckung/ Radseitenwadnraum?
...
Ein Netzwerk wird aus 3 Basiskomponenten aufgebaut. Nennen Sie diese und ihre
Funktion im Netzwerk.
Knoten: Mischen und Verteilen
Apparat: Verluste und Arbeit/ WÜ
Maschen: geschl Umläufe
Welche Gleichungen beschreiben die Strömung über einen Apparat?
In welcher wird die Arbeitszufuhr / der Wärmeaustausch formuliert?
Konti: m=rho*c*A
id Gas: R*T=p/rho
Isnetropenbez: Tt/T=(Pt/p)^kappa-1/kappa
Enthalphie: cp*Tt=cp*T+1/2*c^2+q.--> WÜ
Impulssatz= Arbiet
Wie lauten die Gleichgewichtsbedingungen für einen Knoten?
Summe alller Massenströme am Eintritt = Summe aller Masssen am Austritt
Summe ( m.*cp*Tt) = const --> Energie
1/2 m*c= const --> impuls
Was verstehen Sie unter einer Masche?
Welche Bedingungen müssen über einen Maschenumlauf erfüllt sein?
geschlossener Umaluf einer Apparate/ Knotenkette
Summer der Totoaldruckverluste in einer Masche = 0
Welche Bedingung wird als Korrekturfunktion zum Einstellen des Gleichgewichts im
Netzwerk genutzt?
korr. Massenstrom
Skizzieren Sie das Diagramm für den dimensionslosen Wärmetauscher.
Nennen Sie die drei bestimmenden Größen. Wie sind sie definiert?
Was sind die wesentlichen Annahmen in diesem Diagramm?
Was ist der Vorteil dieser Darstellung? Welche Möglichkeiten eröffnen sich mit dem
Diagramm? 1d Wärmetauscher Diagramm
schnelle Abschätzung und einordnen bekannter TW für relaitäts und erreichbarkeitsstudien
bei vorh Schaulfeln + Kühlung kann schnell eine Startlösung für neue Schaufeln gefunden werden
Was ist die jeweilige physikalische Bedeutung von Kühleffektivität, Kühlwirkungsgrad
und Massenstromfunktion?
Kühleffektivität epsilon= wie gut kann gekühlt werden, dimensionslose Materialtemperatur
Kühlwirkungsgrad= wie gut ist die technologie bzw wie gut Arbeitet die Kühlluft, ben Massenstrom
Massenstromfuntkion= Welcher Massenstrom ist tatsächlich nötig, vgl abgeführte Wärme zu Kühlluftmassenstrom
Geben Sie die Definitionen für Nu, Re, Pr und St.
Nu=alpha_hg*x/lambda Vergleich
Re= rho*c*x/eta = Strömungszustand --> lam/ turb
St=Nu/Re*Pr
Pr=cp*eta/lambda = 0,7=alpha/Nu
Welche typische Form hat eine Nu- Korrelation?
Nu=C*Re^m*Pr^m, C ist Geometrieparameter
laminar
turbulent: Schräge von 0 bis 1 über Re
Ihnen ist ein Nu0 bei Re0 gegeben. Re ändert sich. Wie schätzen Sie die neue Nu-
Zahl?
Nu/Nu_o=(re/Re_o)^m
LFA2 Z Realgasverhalten und Realgasfaktor
p*v=R*T --> ideales Gas
z(t,p)=p*v/R*T --> Realgasfaktor
R Wert teilweise konstant, bei Gasen aber stark variabel--> cp, kappa
reduzierte / korriegierte Kenngrößen
m_red stellt sich bei Gesperrtem Querschnitt ein
n_red =n/Wurzel(Tt)
Prozessverläufe
Realer Prozess hat stets schräge Verläufe
Hauptbaugruppen und Systeme
Fan, NDV, HDV; BK, HDT; NDT, Düse
Sytseme: Kühl und Sperrluft, Schmierstoff, Kraftstoff, Regelung, Triebwerkskontrollsystem, Anlass + Zündung, Schubumkehr,
sekundär: Feuerwarn und Löschsystem, Energieversorgung
Auswirkung fuel spiking auf Verdichter
Erreichen der realen Stabilitätsgrenze
Kennfeld mehrstufiger Axialverdichter inkl. Betriebsgrenzen, Betriebsgrenze für vordere und hintere Verdichterstufen. Welche Verdichterstufen werden bei Drehzahlen kleiner bzw. größer der Auslegungsdrehzahl aerodynamisch stärker belastet?
Wenn sich die Drehzahl ändert kommt es bei zu geringer Drehzahl --> zu einem relativ kleineren c_ax an den ersten Stufen --> Ablösung an Saugseite, weiter hinten konnte jedoch kein Druck aufgebaut werden und die Dichte ist daher größer--> die Geschwindigkeit steigt an und es kommt zu einer Ablösung an der Druckseite
Bei höherer Drehzahl genau andersherum
Was verstehen Sie untere zwangs- und selbsterregten Schwingungen von Turbomaschinenbeschaufelungen?
Schaufeln können in verschiedenen Formen schwingen: Torsional, Edgewise, Bending 1st + 2nd
Selbsterregt durch Eigenfrequenzen und Anregung--> Resonanz--> Vermeiden
Fremderregt durch Ablsösungen von oben / unten, Brennerdurchlauf, Drehzahl
Skizzieren Sie eine Turbinenbeschaufelung. Was verstehen Sie unter einem gesperrten engsten Querschnitt (Gleichung)? Kennzeichnen Sie diesen in der Skizze! Welche Relevanz hat dieser für ein Flugtriebwerk?
engster Querscnit an engster Stelle zwischen Schaufeln (HK Lot auf untere Schaufel)
neigt zum Sperren da Ma = 1 üblicherweise ereicht wird und dann nicht in Überschall beschleunigt werdne kann
--> gibt red. Massenstrom für TW vor und bestimmt Auslegung über thermodynamische Kopplung maßgeblich
Warum werden Flugtriebwerke mehrwellig ausgeführt? Geben Sie typische Werte für die Drehzahlen N1, N2 (N3) eines ZTL an (3-36 ff.)
Drehzahlen kurz über Ma=1 an den Schaufelspitzen der Größten Stufe auf Welle--> Turbine
N1= 3-4000, N2= 7-8000 und N3=15000rpm
Was sind die Schwerpunkte der Triebwerksregelung? Welche Regelparameter kennen Sie? (3-40)
Leistung + Schub
transsientes Betriesverhalten
Anlassen + Starten
Landen + Schubumkehr
Betriebs + Sicherheitsgrenzen Einhalten
Versorgung von Flugzeugverbrauchern
Regeln über
Brennstoffzufuhr
Abblasventile
engster Düsenquerschnitt
Schaufelverstellung
Skizzieren Sie ein Verdichterkennfeld mit Linien konstanter red. Drehzahl, Arbeitslinie sowie Linien konstanten Aufheizverhältnisses 2 t4 tT /T
Beschreiben Sie die typische Startsequenz eines Triebwerks (3-42)
Leitschaufelverstellung im Verdichter: Weshalb benötigt? Skizze für Verstell-Statoren inkl. Geschwindigkeitsdreieck folgender Rotor
Massenstrom durch TW ist nicht konstant, daher auch c_ax nicht konstant, da Laufschaufegeometrie fix ist müssen über VSV die Anströmwinkel angepasst werden bei Betriebzustandsnderung
In welchem Betriebsbereich ist eine Abblasung von Verdichterluft notwendig? Begründung.I
Beim Anfahren, damit dieser Hochdrehen und die BK anfeuern kann
Weshalb und wie wird eine aktive Spaltkontrolle in der Turbine realisiert?
Tip Clearance ist bei Cruise recht hoch, da Drehzhalen nicht maximal aber Temperaturen hoch--> viele Verluste
lokales kühlendes gehäuse
brijuk bidu
Was ist ein FADEC – System? Nennen Sie Merkmale.
Full Authority Digital Engine Control
EEc+ Hydromechanical
komplett rudundant
-_> garnatierte Schubwerte --> weniger Brennstoffverbrauch
schutz vor unerwünschten Betriebszuständen
--> 2 Mann Cockpit
Skizzieren Sie den typischen Verlauf des äußeren Wärmeübergangs an einem
Gasturbinenprofil.
Korrelieren Sie die Skizze mit den lokalen Grenzschichtzuständen.
Wie verhält sich die mittlere gasseitige Nusseltzahl bei Turbinenschaufeln qualitativ zur
Reynoldzahl?
Welche Mechanismen machen die Filmkühlung so wirkungsvoll?
Worauf ist bei Filmkühlung besonders zu achten?
Kühluft umschließt Schaufel --> Material sieht garnicht die Heissgastemperatur --> Kühlwirkungsgrad>1 möglich
Achten auf Lochgröße wegen zusetzen, Positionierung wegen nur geringem Wirkbereich und Druck da sehr kleines Fenster um ausströmen zu gewährleisten aber anliegende Strömung zu erreichen
Was verstehen Sie unter dem Filmwirkungsgrad? Welchen typischen Verlauf hat er?
epsilon_f=t_hg-T-f/t_hg-Tkl2
Was verstehen Sie unter TBC? Wie ist sie aufgebaut? Wie wird sie aufgebracht?
TBC=thermal Barrier Coating aufgetragene Schutzschicht auf Schaufeloberfläche zur Erhöhung der Temperaturbeständigkeit durch extrem schlechte WL in tragendes Schaufelmaterial. Wird aufgedampft und hat eine sehr geringe Dicke. Aufbrauch durch Abieb und Vershcleiss
Was ist der wesentliche Vorteil, den TBC bietet? Wie „funktioniert“ sie?
TBC verbraucht keine Kühlluft und erhöht Tt4 merklich
Welchen Einfluss haben Querrippen im Kühlluftkanal auf den Wärmeübergang?
Was sind typische Abmessungen und Geometrieverhältnisse?
Querrippen sorgen je nach Anordnung für verschiedene Wirbel --> erzeugen gezielt Staupunkte und Wirbel für höhere Wärmeaufnahme der Kühlluft aus der Wand und gezielte verschiebung der WL--> von Stegwand zur Mitte zb.
Typische Abmessungen : Abstand zu Rippenhöhe: 7....10
Welche Möglichkeiten haben Sie, den lokalen Wärmeübergang mit diesen Querrippen
zu beeinflussen?
Anordnung der Rippen parallel/ Senkrecht zur Strömung oder ine inem Winkel
Welche anderen Geometrien kennen Sie, um den inneren Wärmeübergang zu
erhöhen?
Dimples : kleine Nippel erhöhren Turbulenz und bilden Lokalen Staupunkt
Pinfeld
Skizzieren Sie für eine moderne Gasturbinenschaufel ein Multipass- System?
Druck muss für Strömung entgegen Zentrifugaljraft ausreichen sonst mehrere Parallele speisungen
