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      Temperatur- und Schichtverschleissmessung für Turbinenschaufeln

      Temperatur- und Schichtverschleissmessung für Turbinenschaufeln

      Neue Methoden für die In-situ-Messung von Oberflächentemperatur und Schichtverschleiss in einem Prüfstand für rotierende Turbinenschaufeln.

      Detaillierte Ansicht des Dichtsystems einer Gasturbine

      Ausgangslage

      Oberflächentechnologien, wie thermisch gespritzte Anstreifschichten, für Gas- und Dampfturbinen sowie Turbolader dienen der Spaltkontrolle zwischen Turbinenschaufel und Turbinengehäuse. Sie werden für ein breites Spektrum an Anwendungen und Belastungszuständen optimiert. Diese Schichten verbessern die Betriebssicherheit der Turbinen, reduzieren den Brennstoffverbrauch und Emissionen. Die Turbinenschaufel (2) und die Anstreifschicht (4) bilden nach dem Anstreifvorgang das Dichtsystem der Gasturbine.

      Ziele

      Auf einem «Incursion-Prüfstand» werden die Verschleissmechanismen der Dichtsysteme unter realitätsnahen Bedingungen simuliert. Dieser besteht hauptsächlich aus einem Rotor (1), einer «Incursion Unit»(2) und einem Hochgeschwindigkeitsbrenner (3). Für die Untersuchung der Vorgänge während des Anstreifvorgangs ist die Temperaturentwicklung von grosser Bedeutung. Diese wird mit einer High-Speed-Wärmebildkamera erfasst und dient als Grundlage für die Beurteilung neuer Beschichtungen.

      Schematische Darstellung des zu untersuchenden Anstreifvorgangs

      Ergebnisse

      Bildgebende Verfahren im Infrarot-Bereich sind mit einer beträchtlichen Messunsicherheit behaftet. Einzelne Beiträge dazu wurden im Labor experimentell quantifiziert und somit die Gesamtunsicherheit dieser Messung am Prüfstand signifikant verbessert.

      Projekt-Information

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      Auftraggeber
      Oerlikon Metco AG
      Ausführung
      Institut für Thermo- und Fluidengineering FHNW
      Förderung

      Hightech Zentrum Aargau

      Dauer

      2 Jahre

      Projektteam

      Prof. Dr. Matthias Stark, Stefan Moser, Dr. Dario Wüthrich

      Die FHNW

      Hochschule für Technik und Umwelt FHNW
      Institut für Thermo- und Fluid-Engineering
      Matthias Stark

      Prof. Dr. Matthias Stark

      Dozent für Energietechnik

      Telefonnummer

      +41 56 202 88 07

      E-Mail

      matthias.stark@fhnw.ch

      Adresse

      Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW Hochschule für Technik und Umwelt Klosterzelgstrasse 2 5210 Windisch

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