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Die Heißgasschraubenmaschine - Simulationsgestützte Auslegung, Teil 3

Titel: Die Heißgasschraubenmaschine - Simulationsgestützte Auslegung, Teil 3
Autor(en): Prof. Dr.-Ing. K. Kauder, Dipl.-Ing. T. von Unwerth
erschienen: 1998
in: Schraubenmaschinen Nr. 6, ISSN 0945-1870, Universitätsdruckerei Dortmund
Zusammenfassung: Es wird über neue Forschungsergebnisse im Hinblick auf die konstruktive Realisierung der ersten Versuchsanlage einer Heißgasschraubenmaschine berichtet. Ziel der daran durchgeführten Untersuchungen ist die Verifikation des Betriebsverhaltens sowie des thermischen und mechanischen Bauteilverhaltens des Heißgasschraubenmotors.
Nachzulesen ist die Auswahl und Dimensionierung der Anlagenkomponenten, wobei ein Hauptaugenmerk auf der Auslegung des thermisch hoch belasteten Schraubenmotors liegt. Dessen Dimensionierung liegen Simulationsrechnungen zugrunde, mit deren Hilfe die mechanischen Verformungen der Rotoren und des Gehäuses respektive der daraus resultierenden Spalthöhen a priori angegeben werden können.
Für den hier dokumentierten, angestrebten Nennbetriebszustand mit einer werkstoffbedingt begrenzten Motoreintrittstemperatur von 600°C, einem Druckverhältnis von 6 und einer Hauptrotorumfangsgeschwindigkeit von 120 ms-1 sind, unter Einbeziehung einer effizienten Kühlung der Motorbauteile, Profilverkleinerungen bei der Konstruktion der beschichteten Rotoren von 0,07 mm vorzusehen.
Title: Hot gas screw-type engine – Simulations as a basis for construction, part 3
Abstract: In this paper new results of the research regarding the design of the first experimental plant for a hot-gas screw-type machine are reported. Target of the development is
the verification of operating behaviour as well as the thermal and mechanical behaviour of the screw-type motors parts.
The selection and dimensioning of the plants components is described with a main focus on the construction of the thermally high-loaded hot-gas screw-type engine. Its
manufacturing tolerances are based on simulations, with which the mechanical deformations of the rotors and the casing respective the resulting clearance-heights can be
calculated.
With inclusion of an efficient cooling method for the motor parts, for the, in this article documented, projected nominal working condition with a mate-rial-depending limit for the entrance temperature at 600°C, a pressure ratio 6 and a male rotor peripheral speed 120 ms-1, each rotor should be decreased 0.07mm.