Niederdruckturbine und dessen Kühlung

[Captain Murdock]

Hallo,

um die Niederdruckturbine befinden sich Edelstahlschläuche die wie Spagetti ausschauen (weiß jetzt nicht wie anders Beschreiben), sie verlaufen rundherum um die NDT welche man hier auf dem Foto hinden sieht: http://www.mtu.de/fileadmin/_processed_/csm_GP7000_Main_a00a27c8c5.jpg

Ist das für die Kühlung? Warum wird dort gekühlt wenn die Sekundärströmung eh dort entlang fließt? Wie wird dort gekühlt, mit Luft oder Flüssigkeit?

 

[atlantic]

normalerweise wird die Turbine mit etwas kühlerer Luft aus dem TW gekühlt.

 

[cool]

Diese Spagetti die du da siehst nennt man gemeinhin den "Birdcage", das sind Rohre die um die Niederdruckturbine verlaufen und innen zum Turbine-Case hin (sieht man nicht) viele kleine Bohrungen haben. Es wird idR Luft aus dem Fanstrom abgezapft und zu diesem Birdcage geleitet.
Damit will man den Turbine-Case auf die Turbine "aufschrumpfen" und das Blattspitzenspiel minimieren -> hoehere Effiziens.
Das System wird als LPTCC = Low Pressure Turbine Clearance Control bezeichnet, manchmal noch mit einem "Active" nach der Turbine.


Es gibt TWe da ist das quasi ständig an, weil es kein Regelventil gibt, die meisten TWe steuern die Kühlluft aber anhand diverser Parameter und teilweise auch Flugphasenabhängig.
Im Cruise schrumpft man es auf ein Minimum, ausserhalb des Cruise wird etwas weniger gekühlt um zu vermeiden, dass die Blattspitzen anlaufen, wenn man hohe Powerchanges hat.

Im Übrigen ist das TW so verkleidet, dass dort im Core kein Fanstrom "vorbei kommt", der pfeift da nicht über die Komponenten.

 

[cool]

Ich hab noch 2 Bilder vom GP7200 rausgekramt:

https://www.dropbox.com/s/25ttbzfj8a9lfuo/GP720001.jpg?dl=0

Hier sieht man links an dem Rohr die Kühlstellen auf dem Turbine Case.


https://www.dropbox.com/s/zfptrkjsf1ym68w/GP720002.jpg?dl=0

Von der anderen Seite die Zuführung der Kühlluft.

 

[Schorsch]

Noch nie davon gehört, aber Google Suche brachte diesen verlinkungswerten Artikel mit sich, inklusive Abbildungen:
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20030003697.pdf

 

[AIRBUG]

Im zweiten Bild von "cool" sieht man auch das Rohr für das ACC (Active Clearance Control System) der Hochdruckturbine. (Das Dicke mit den grauen Muffen).Das Rohr kühlt nicht direkt durch Löcher,sondern versorgt ein darunter liegendes Manifold mit Fan Air.LPT ACC und HPT ACC werden einzeln von der EEC aktiv geregelt.

Bei dem Aufwand am GP7200 wundert es mich ein wenig,dass RR beim Trent900 alle drei Turbinen gemeinsam mit einem
einfachen on/off System auskommen müssen.

Vor Jahren hatten die CFM-56 einen Hochdruck Kompressor mit aktiver Clearance Control.Dabei wurde der Rotor erwärmt,
und nicht das Gehäuse gekühlt.Keine Ahnung ob die Dinger noch im Einsatz sind.

Die Löcher in den Rohren eines V2500:



Wo die Luft austritt sieht man hier ganz gut:

 

[cool]

Bei dem Aufwand am GP7200 wundert es mich ein wenig,dass RR beim Trent900 alle drei Turbinen gemeinsam mit einem
einfachen on/off System auskommen müssen.

Ich denke das Aufwand/Nutzen-Verhältnis isses eben nicht Wert, der Trent500 arbeitet auch nur mit einem TCC-Valve. Im Cruise bzw. bei "stabilen" Belastungen wird gekühlt, ansonsten wird etwas weniger gekühlt (das Butterfly-Valve hat "Löcher" im geschlossenen Zustand).
Der "Trend" geht gefühlt ohnehin hin zu "einfachen" Systemen. Vieles von diesen ganzen Systemen hat sich auf lange Sicht als weniger wirksam erwiesen, als zunächst gedacht.

Vor Jahren hatten die CFM-56 einen Hochdruck Kompressor mit aktiver Clearance Control.Dabei wurde der Rotor erwärmt,
und nicht das Gehäuse gekühlt.Keine Ahnung ob die Dinger noch im Einsatz sind.

Beides, das RAC = Rotor Clearance Control (bei den CFM56-5c Motoren des A340) wurde genutzt um die Temperatur in der N2-Kompressor-Tonne stabil zu halten, Prinzip ist aber das gleiche, sprich Blattspitzenspiel optimieren.
Der CFM ist aber auch mit LPTACC und HPTACC ausgerüstet.

Die CF6-Motoren haben/hatten (je nach Rüststand) auch so eine Kühlung der Kompressor-Tonne, nennt sich "Bore-Cooling-System". Bei der B747-400 ist es wohl meistens ausgebaut, weil der Aufwand nicht das Ergebnis rechtfertigt, zumindest die Regelung fällt weg.
Die MD11 mit den CF6 haben das aber noch drinnen.