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6.2 Stationäre detaillierte Strömungsanalyse im Diffusorkanal
Das übereinstimmende Kennfeld des Totaltemperaturverhältnisses τ weist darauf hin,
dass sich die spezifische Arbeit des Impellers zwischen den beiden Diffusorgeometrien
im Rahmen der angestrebten Genauigkeit nicht ändert. Weiterhin befindet sich die Anpassung
der Geometrie im hinteren Teil des Diffusors, was darauf hindeutet, dass die
Stromaufwirkung auf den Impeller gering ist. Dennoch sei an dieser Stelle darauf hingewiesen,
dass sich bei instationären Druckmessungen im Halsquerschnitt des Diffusors
kleine Unterschiede in der Strömung zeigen (siehe Kap. 6.3). Die Interaktion zwischen
Impeller und Diffusor ist nach Ziegler (2003) zwar kompliziert und wird sicherlich durch
die Verhältnisse im Halsquerschnitt maßgeblich beeinflusst; dennoch zeigen die instationären
Druckmessungen am Impeller Austritt sowie stationäre Druckmessungen keine
Änderungen. Die These des gleichen Impellerverhaltens wird im Folgenden weiter diskutiert
und validiert.
Die beobachtete Wirkungsgraderhöhung hat ihre Ursache folglich im gesteigerten Stufendruckverhältnis,
das um +0.4 % wächst. Dies liegt oberhalb der relativen Messunsicherheit
von ±0.1 % (siehe Kap. 3.3.2). Weiterhin zeigt auch der statische isentrope
Wirkungsgrad, gebildet mit dem statischen Austrittswandruck nach Gl. (7.1), das gleiche
Verhalten. Dies gibt den ersten Hinweis darauf, dass der erhöhte Austrittsdruck den
kleineren Totaldruckverlusten im Diffusorsystem bestehend aus dem Pipe Diffusor und
dem Deswirler zu verdanken ist.
6.2 Stationäre detaillierte Strömungsanalyse im
Diffusorkanal
6.2.1 Statischer Druckaufbau
Entlang der Mittellinie des Pipe Diffusors wurde an dessen Frontwand der statische
Druck gemessen (siehe Anhang A.2.1). Aus diesen Messwerten wurde ein c p -Wert nach
Gl. (2.2) errechnet. Als Bezugsgrößen dienen dabei der statische Druck am Impelleraustritt
und der Totaldruck aus den Pitot-Messungen im pseudo-schaufellosen Raum
(siehe Abb. 5.8). Abb. 6.3 zeigt einen Vergleich dieses c p -Werts zwischen der gekürzten
und der nominalen Diffusorvariante. Der c p -Wert wurde mit seinem Maximalwert
am Diffusoraustritt auf 1 normiert. Weiterhin sind die Messstellen auf der Mittellinie
im Diffusor dargestellt. Der Betriebspunkt A100 liegt im Wirkungsgradmaximum der
Radialverdichterstufe (siehe Abb. 6.1). Es ist zu beachten, dass der Verlauf an der
Diffusorfrontwand quantitativ nicht repräsentativ für den gesamten Diffusor ist, aber
Vergleiche und qualitative Aussagen zulässt.
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