Entwicklung und experimentelle Validierung eines Ansatzes für die Modellierung des Anstreifverhaltens von Labyrinthdichtungen mit Honigwabeneinlaufbelägen

Abstract

Die Optimierung dynamischer Dichtsysteme ist eine kostengünstige Methode zur Erhöhung der Wirkungsgrade, Lebensdauer und Betriebssicherheit von Turbomaschinen. Zuverlässige und effiziente Dichtsysteme lassen sich nur realisieren, wenn die Anstreifvorgänge zwischen rotierenden und statischen Komponenten sowie ihre Folgen schon bei der Auslegung berücksichtigt und im Betrieb beherrscht werden können. Bis heute sind die physikalischen Vorgänge beim Anstreifen jedoch nur unzureichend verstanden und es fehlen zuverlässige Modellierungsansätze für ihre Vorhersage. Die vorliegende Arbeit liefert einen essentiellen Beitrag zum Verständnis des Anstreifverhaltens und somit zur Optimierung einlaufender dynamischer Dichtsysteme mit Fokus auf Labyrinthdichtungen mit Einlaufbelägen aus Hohlkörperstrukturen. Mit Hilfe aufwändiger experimenteller Untersuchungen wird in dieser Arbeit ein tiefergreifendes physikalisches Verständnis der Anstreifvorgänge bereitgestellt. Die experimentell gewonnenen Erkenntnisse bilden schließlich die Grundlage für die Entwicklung eines Modellierungsansatzes, der erstmals unter Berücksichtigung aller Einflussparameter die zuverlässige Vorhersage des Anstreifverhaltens einlaufender Labyrinthdichtungen ermöglicht.