Experimentelle Untersuchung und Validierung der Strömungsvorgänge einer Kaplan-Turbine mit zugehöriger Kennfeldbestimmung

In Mittel- und Westeuropa sind die Potentiale für große Wasserkraftanlagen bereits ausgeschöpft. Kleinere Wasserturbinen bieten die Möglichkeit Energiequellen zu verwenden, die bisher ungenutzt blieben.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der experimentellen Untersuchung einer solchen Mikroturbine hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens und dem Nachweis von Leistungsdaten der zugehörigen strömungsmechanischen Auslegung. Einerseits werden auf Grundlage einer vorangegangenen CFD-Simulation die Experimente vorbereitet, andererseits kann mit Hilfe der experimentellen Daten die Simulation validiert werden. Durch den Einsatz von unterschiedlichen Messmethoden kann das Betriebsverhalten der Turbine als ganze Einheit, aber auch detailliert analysiert werden. Dabei wird versucht über mathematische Modelle und fluiddynamische Zusammenhänge die ermittelten Messdaten zu prüfen und die sich daraus folgenden Ergebnisse redundant nachzuweisen. Mit Hilfe der Kennfeldvermessung, die den Hauptanteil der Arbeit bildet, ist es abschließend möglich das Betriebsverhalten der Mikroturbine in Nenn- und Teillast vorherzusagen.