Rotorprüfstände

Am Lehrstuhl für Energiesysteme stehen 2 Versuchsstände zur Untersuchung von Dichtungen für Turbomaschinen zur Verfügung. Durch den zweiflutigen, modularen Aufbau können verschiedenste Dichtungskonzepte integriert werden und unter variierenden Betriebszuständen untersucht werden. Eine Besonderheit ist hierbei die Drallgenerierung durch integrierten Bypass und nachgeschalteten Verdichter, welche eine leckagemassenstrom- und druckunabhängige Variation des Vordralls innerhalb weiter Grenzen ermöglicht.

Auf diese Weise lassen sich insbesondere das Leckageverhalten sowie die rotordynamischen Koeffizienten unter verschiedenen statischen und dynamischen Betriebspunkten bestimmen. Mittels entsprechender Messtechnik ist auch die Untersuchung des Reibmoments, der Kammerströmung sowie die visuelle Erfassung des flexiblen Verhaltens von Dichtungen möglich.

Statischer Versuch

Am statischen Versuchsstand können der Leckagemassenstrom sowie die Umfangsdruckverteilung in den Dichtkammern (32 Druckmessstellen) unter Variation von statischer Rotorexzentrizität, Drehzahlniveau, Druckgefälle und Vordrall vermessen werden. Durch die Integration der Umfangsdruckverteilung erhält man die Steifigkeitskoeffizienten der Dichtungsanordnung.

  • Vordruck: 0 … 10 bar
  • Drehzahl: max. 12.000 U/min
  • Oberflächengeschwindigkeit: 0 … 113 m/s
  • Vordrall: 80 … 300 m/s
  • Relative Rotorexzentrizität: 0 … 1
  • Messung des Leckagemassenstroms und der Umfangsdruckverteilung

Dynamischer Versuch

Der dynamische Versuchsstand ermöglicht neben der Bestimmung der rotordynamischen Steifigkeitskoeffizienten auch die Ermittlung der Dämpfungskoeffizienten. Hierfür wird das Rotorsystem mittels eines Magnetlagers und der in der Dichtung wechselwirkenden aerodynamischen Kräfte bis hin zur Stabilitätsgrenze angeregt.

  • Vordruck: 0 … 5 bar
  • Oberflächengeschwindigkeit: 0 … 15 m/s
  • Vordrall: 80 … 300 m/s
  • Elektromagnetischer Aktuator zur berührungsfreien Anregung des Rotorsystems
  • Wegerfassung zur Überwachung der Rotorschwingung
  • Direkte Messung der aerodynamischen Kräfte

Ansprechpartner: Clemens Griebel