Benutzer:Marlonwood45/Turbinenschaufel
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Eine Turbinenschaufel ist eine profilaerodynamisch geformte Schaufel, die als Komponente einer Turbine einem strömenden Fluid entweder als Teil des statischen Schaufelgitters (Stator) Drall zufügen oder als Teil des rotierenden Schaufelgitters (Rotor) Drall entnehmen und dabei dessen Totaldruck verringern soll. Infolge dessen verrichtet das Fluid Arbeit an der Turbine, die anderen Systemen zur Verfügung gestellt wird. Turbinengitter sind Verzögerungsgitter, das heißt dem Arbeitsmedium wird Enthalpie entzogen. Die Turbine ist damit eine Kraftmaschine. [2]
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Die Turbinenschaufeln sind in Rotorscheiben und Statorkränzen eingebaut; darin enthalten sind zahlreiche Schaufeln pro Stufe. Die Turbinenschaufeln haben die Aufgabe, dem Heißgas mit großem Druck aus der Brennkammer Energie zu entziehen. Sie sind deshalb oft die limitierende Komponente bei der Auslegung von Gasturbinen, da sie den höchsten thermischen und mechanischen Belastungen standhalten müssen.[3] Da höhere Turbineneintrittstemperauren Vorteile für die thermodynamsische Effizienz haben, ist ein bedeutender Aspekt bei der Auslegung von Turbinenschaufeln die Erhöhung der zulässigen Maximaltemperatur. Um eine bessere Beständigkeit zu erreichen, werden einerseits Kühlungskonzepte wie Filmkühlung und andererseits Materialien mit hoher Festigkeit, wie etwa Superlegierungen, verwendet. Materialermüdung der Schaufeln ist eine erhebliche Schadensquelle in Dampf- und Gasturbinen und besonders in Fluggasturbinen hoch sicherheitsrelevant.
Je nach Turbinentyp wird zwischen der Aktionsbeschaufelung und der Reaktionsbeschaufelung unterschieden. In einer Gleichdruck- oder Aktionsturbine bleibt der statische Druck des Arbeitsmediums vor und nach dem Leitgitter gleich, wobei bei der Überdruck- oder Reaktionsturbine über das Leitgitter ein statischer Druckanstieg erfolgt. In modernen Gasturbinen lässt sich meist eine Kombination beider Beschaufelungstypen vorfinden. [4][5]