Aufbau einer einstufigen Luft-Versuchsturbine "MONA"
Die Hauptkomponente des Turbinenprüfstands ist die einstufige 1,1 MW Luft‑Versuchsturbine MONA. Durch die hohe Modularität ist ein Austausch der beschaufelten Turbinenscheibe, der Gasgehäuse, sowie der Düsen- und Abdeckringe gegeben. Dies begünstigt die Variation der Strömungsparameter, sowie eine gute Zugänglichkeit zur Instrumentierung. Die Turbinenwelle ist mechanisch über ein Getriebe mit einer Wasserwirbelbremse gekoppelt. Diese dient als Leistungssenke, zur Drehzahlregelung und über eine Drehmomentmessung gemeinsam mit einer Drehzahlmessung zur Leistungsbestimmung. Der MONA Turbinenprüfstand teilt sich mit dem MIGH Turbinenprüfstand die Infrastruktur des ehemaligen JOHANNA-Fundaments.
Eingesetzte Messtechnik
Der Prüfstand verfügt über folgende Instrumentierung:
- statischer Wanddruck
- eine Druckmessebene im Lufteintritt und eine Druckmessebene im Luftaustritt.
- In jeder Ebene sind umfangssymmetrisch 8 statische Wanddruckmessstellen am Außendurchmesser verteilt.
- drei Druckmessebenen im Turbinengehäuse, je eine Ebene vor den Leitschaufeln, nach den Laufschaufeln und am Haubenaustritt.
- In jeder Ebene sind umfangssymmetrisch 8 statische Wanddruckmessstellen am Nabendurchmesser und 8 statische Wanddruckmessstellen am Außendurchmesser verteilt.
- Drucktraversen
- zwei radial verfahrbare Drucktraversen in der Lufteintrittsmessebene und zwei radial verfahrbare Drucktraversen in einer Ebene vor den Leitschaufeln.
- Die Möglichkeit je eine Drucktraverse zwischen Leit- und Laufschaufeln sowie nach den Laufschaufeln zu implementieren wird derzeit evaluiert.
- Wandtemperatur
- eine Temperaturmessebene im Lufteintritt mit 8 Messstellen und eine Temperaturmessebene im Luftaustritt mit 4 Messstellen.
- In jeder Ebene sind umfangssymmetrisch Wandtemperaturmessstellen verteilt.
- Tip Timing-Messsystem
- Tip Timing-Messonden im Bereich der Laufschaufeln.
- Die Sensoren werden an das institutseigene Messsystem angeschlossen.
- Drehzahl
- zwei induktive Sensoren zur Bestimmung der Drehzahl.
- Die Messung wird an der Turbinenwelle unmittelbar vor der Turbinenscheibe sowie an der Wasserbremsenwelle am letzten Lagerblock durchgeführt.
- Drehmoment
- zwei Messeinrichtungen zur Bestimmung des Drehmoments
- In der Turbinenwelle wird das Drehmoment über 2 DMS-Vollbrücken mit Temperaturkompensation bestimmt.
- Am Pendelgehäuse der Wasserbremse wird das Drehmoment über zwei redundante Kraftmessdosen bestimmt.
Technische Daten
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Ausprägung |
|||
| Parameter | Einheit | Grenze | OptiSysKom |
| Max. Massenstrom
|
kg/s |
12,5 |
8 |
|
Max. Eintrittstemperatur |
°C |
150 |
125 |
|
Max. Drehzahl |
1/s |
460 |
315 |
|
Max. Eintrittsdruck |
bar |
5 |
2 |
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Max. Leistung |
MW |
1,1 |
0,4 |
| Min. Nabendurchmesser | mm | 185 | 200 |
|
Max. Außendurchmesser |
mm |
325 |
320 |