Turbinenkunde

Turbinenkunde ist ein Teilgebiet der Maschinenbau- bzw. Verfahrenstechnik, das sich mit Turbinen und ihrer Nutzung zur Umwandlung von Fluidenergie in mechanische Arbeit befassen. Dazu gehören Design, Analyse, Herstellung, Betrieb und Optimierung von Turbinen wie Dampf-, Gas-, Wasser- und Windturbinen sowie zugehörigen Turbomaschinen.

Zentrale physikalische Prinzipien sind Thermodynamik (Rankine- und Brayton-Kreisprozesse), Strömungsmechanik, Wärmeübertragung, Werkstoffkunde und Antriebstechnik. Turbinen wandeln den Druck- bzw. kinetischen Energiegehalt eines Fluids in mechanische Arbeit an der Welle um, wobei Effizienz, Lastwechselverhalten und Zuverlässigkeit entscheidend sind.

Typische Aufbaukomponenten sind Rotor, Schaufelreihen, Gehäuse, Lager und Dichtungen; Hilfsaggregate für Kühlung, Schmierung, Messung und Regelung. Wichtige Forschungs- und Aufgabenfelder umfassen Strömungsführung, Festigkeits- und Temperaturbelastungen, Verschleiß sowie Schallemissionen und Leckageverhalten.

Anwendungsbereiche liegen in der Stromerzeugung in Kraftwerken, in Luft- und Raumfahrtantrieben, in der Schiffs- und Industrieanwendung sowie in erneuerbaren Energien, insbesondere Windkraftanlagen.

Ausbildung und Forschung verbinden Theoriemodule mit praktischer Anwendung. Typische Inhalte sind Thermodynamik, Strömungsmechanik, Wärmeübertragung, Werkstoffkunde, CFD/FEA und Messtechnik; Forschung konzentriert sich auf Effizienzsteigerung, Dichtungsverhalten, Verschleißreduktion, Konstruktionsoptimierung, Regelung und Schwingungsanalysen.