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Technische Uni GrazEin heulender, haushoher Windkanal als Mitbringsel

An der Technischen Universität Graz wurde ein neuer Turbinenprüfstand in Betrieb genommen. Es geht um Effizienzsteigerung.

Die große Prüfhalle des Turbomaschinenlabors an der TU Graz © TU Graz/Helmut Lunghammer
 

Auch diese Einweihungsfeier hat das Coronavirus verblasen: Am 2. Oktober hätte am Institut für Thermische Turbomaschinen und Maschinendynamik an der Technischen Universität Graz ein neuer, eindrucksvoller Prüfstand vorgestellt werden sollen.

Es ist ein Geschenk des bedeutenden Herstellers "General Electric", der schon lange mit den Grazern zusammenarbeitet. Institutsvorstand Franz Heitmeir erzählt launig davon, dass man von einem "kleinen" Prüfstand gesprochen habe. Aber anstatt ihn quasi im Auto mitnehmen zu können, war das Ding beinahe haushoch. "Monatelang mussten wir hier in der Inffeldgasse umbauen, um einen Platz zu finden."

Teile von Prüfständen Foto © TU Graz/Helmut Lunghammer

"Bemühen uns, dass kein Druckverlust entsteht"

Worum geht es bei dem neuen Prüfstand? Vermessen wird jener Teil einer Flugzeugturbine, der den sogenannten Hochdruckteil vom Niederdruckteil trennt. Dieser Ring umfasst eine Reihe von hochwertigen Umlenkschaufeln, an denen eine Strömung bei rund 1000 Grad anliegt. Im Prüfstand soll das optimiert werden: "Wir bemühen uns, dass möglichst kein Druckverlust entsteht", erläutert Emil Göttlich, Leiter des Turbomaschinenlabors in der Grazer Inffeldgasse.

Das Triebwerk selbst wird simuliert, indem im Windkanal heiße Luft beschleunigt wird. In dem Prüfstand können dann verschiedene Konfigurationen dieser Schaufeln relativ rasch getestet werden.
Ursprünglich hatte man sich am Institut mit Dampfturbinen beschäftigt, später kamen Versuchsaufbauten mit statischen Gasturbinen dazu, erzählt Heitmeir.

Emil Göttlich (links) leitet das Labor, Professor Franz Heitmeir das Institut Foto © TU Graz/Helmut Lunghammer

Enorme Mengen an Energie benötigt

Der Bayer brachte bei seiner Berufung vor 20 Jahren dann das Thema Luftfahrt nach Graz mit. Heute ist "sein" Institut faktisch der größte Einzelenergieverbraucher: Die Experimente müssen abends und nachts durchgeführt werden, damit nicht die Stromversorgung der TU Graz überlastet wird. Vor allem der große Turbinen-Prüfstand benötigt enorme Energiemengen, obwohl trickreich durch Rückgewinnung der Luftstrom verdoppelt werden kann. Besonders aufwendig sind die Schalldämm-Maßnahmen.

Eindrucksvoll ist die Messtechnik und Sensorik. Hunderte Sensoren, die Druck und Temperatur messen, sind verbaut, teilweise wird mit Laser gearbeitet. Die enormen Datenmengen nutzt man, um Modelle zu füttern, mit denen man dann weiterrechnet. Ziel ist es, die Effizienz von Turbinen zu verbessern – das bedeutet Treibstoffeinsparung.

Heute geht es da um einzelne Prozent oder weniger, aber für die Airlines bedeuten solche Einsparungen enorm viel Geld. Die Experimente werden teils in enger Zusammenarbeit mit den Triebwerksherstellern durchgeführt. Wie empfindlich die Anlagen sind, erklärt Göttlich: "Bei den Messungen müssen wir berücksichtigen, wie der Luftdruck außen ist und wie sich das Wetter ändert."

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