Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

3.3.2.7 Ergebnisse
In der Abb. 3.91 und der Abb. 3.92 ist die Verteilung der adiabaten Wandtemperatur T W über
die Lauflänge x von 130 mm aufgetragen. Um den Bereich in der Nähe der Ausblaseöffnung
näher untersuchen zu können, ist für eine Lauflänge x von 55 mm die Verteilung der
adiabaten Wandtemperaturen entsprechend ihrer Ausblaserate M und Anstellwinkel α
geordnet aufgeführt., Abb. 3.93 bis Abb. 3.96. Mit der Darstellung der adiabaten
Wandtemperatur T W in den benannten Abb. ist jedoch noch keine Aussage über die Art des
Strömungsfeldes um die Platte sowie die Form und die Ausprägung der Mischprozesse von
Hauptstrom und Kühlluftstrom möglich. Hierzu ziehen wir die Ergebnisse der Berechnungen
mit Ausblaseraten M von 0,7 bis 1,4 heran, aus denen der Verlauf der Stromlinien des
Hauptstroms um die Platte und des Kühlluftstroms aus der Ausblaseöffnung ersichtlich wird.
In CFV ist es nicht möglich, eigene Ergebnisgrößen wie die adiabate Filmkühleffektivität η zu
definieren. Die notwendige Nachbearbeitung der Ergebnisse ist aufwendig und ungenau.
Für die Berechnungen der Platten mit Ausblasung und Anstellung werden im Vergleich mit
den Ergebnissen in Kapitel 3.3.1 kleinere Ablösezonen bei gleichem Anstellwinkel α und
identischen Hauptstromverhältnissen erfaßt. Die Ursache kann, wie schon am Beispiel der
AGTB-Kaskade geschehen, die ungenügende Diskretisierung der Grenzschicht an der
Nasenzone als auch in die aerodynamische Wechselwirkung zwischen verzögertem bzw.
abgelösten Hauptstrom und ausgeblasenen Kühlluftstrom sein.
3.3.2.8 Bewertung
Die Ergebnisse aus den Berechnungen stimmen im wesentlichen mit unseren Erwartungen
überein.
Für sämtliche Ergebnisse gilt, daß sich entsprechend der engen Bohrungsteilung eine
geschlossene Kühlluftschicht infolge der gegenseitigen Beeinflussung der einzelnen
Kühlluftstrahlen stromab von der Ausblaseöffnung bildet. Die Kühlluftschicht ist sehr
homogen und gewinnt an Effektivität mit Erhöhung der Ausblaserate M. Die Ausbildung der
Kühlluftschicht wird durch die Anstellung der Platte insofern beeinflußt, daß aufgrund der
Verzögerung der Strömung und der damit verbundenen Schwächung der Grenzschicht
einerseits die niedertemperierte Kühlluftschicht in die Zone um bzw. vor die Ausblaseöffnung
wandert und andererseits sich der Wirkungsbereich der Kühlluftschicht in der Fernzone in
Richtung der Plattenlauflänge x ausweitet. Diese Effekte werden besondere für die Fälle der
niedrigen Ausblaseraten M von 0,7 und 1,0 festgestellt. Für höhere Ausblaseraten wie M =
2,0 sind sie weniger ausgeprägt.
Für die Ergebnisse der Berechnungen mit der Ausblaserate M = 0,7 gilt, daß der
Kühlluftstrahl die Grenzschicht nicht verläßt und in ihr in unmittelbarer Wandnähe
stromabwärts triftet. Die Mischprozesse bleiben schwach. Für die Anstellung der Platte mit α
= 40° erhalten wir stromab fern von der Ausblaseöffnung sogar eine höhere Wandtemperatur
T W als für α = 10°.
Das Ergebnis der Berechnung mit der Ausblaserate M = 0,7 und ohne Anstellung ist nur
bedingt verwendbar.
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