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6.2 Stationäre detaillierte Strömungsanalyse im Diffusorkanal
Letztendlich war dies der Grund zur Entscheidung, eine Geometrieanpassung in Form
der Schaufelkürzung vorzunehmen. Es ist zu beachten, dass diese Aussage die Aufgabe
des Diffusors der Strömungsumlenkung nicht beinhaltet; der Austrittswinkel der Strömung
ist durch die Kürzung verändert worden, wie im Folgenden gezeigt werden wird.
Auf der anderen Seite heißt dies aber auch, dass im schaufellosen Raum des gekürzten
Diffusors ein Druckrückgewinn von +4 % erfolgt. Zwar sinkt der statische Druck
nach dem Abdrehradius ab, nähert sich in Richtung Diffusoraustritt jedoch wieder dem
Ursprungswert an. Der Grund für den Druckabfall liegt in lokal geänderten Strömungsbedingungen,
wie sie im folgenden Kapitel beschrieben werden, allerdings handelt es sich
nur um eine einzige Messstelle. Der Druckrückgewinn deckt sich mit der grundsätzlichen
Aussage, dass über die Querschnittserweiterung eine Strömungsverzögerung erfolgt. Diese
erfolgt durch die stehengebliebenen Diffusorhinterkanten zunächst schlagartig, dann
entsprechend des Radius’ bzw. der damit verbundenen Querschnittserweiterung.
Weiterhin fällt auf, dass der statische Druck im Halsquerschnitt (2) und auf Höhe des
Abdrehradius’ (1) für beide Diffusorkonfigurationen gleich ist. Vor dem Halsquerschnitt
allerdings ist der statische Druck für die gekürzte Variante erhöht. Der c p -Wert steigt
in den ersten beiden Messpunkten um +1%-Punkt und im dritten genau vor dem Halsquerschnitt
um +5%-Punkte. Nach dem Halsquerschnitt werden um −1%-Punkt kleinere
c p -Werte beobachtet. Dieses Verhalten deutet auf geänderte Strömungsbedingungen
bis vor den Halsquerschnitt hin, die durch das Abdrehen der Schaufeln und damit der
Geometrieänderung verursacht werden. Dazu werden im Folgenden Detailmessungen
gezeigt.
6.2.2 Ablöseverhalten
Zur Detektion von Strömungsphänomenen wurden im Diffusorkanal Detailmessungen
mit den Messtechniken Farbeinspritzung, PIV und Dreilochsonde durchgeführt. Anhand
der Messergebnisse werden Änderungen im Strömungsfeld nachgewiesen, die das
integrale Verhalten erklären können.
6.2.2.1 Farbeinspritzung im Diffusorkanal
In Abb. 6.4 sind zwei Photos von Farbeinspritzungen im Diffusorkanal im Fall von
einerseits gekürzter und andererseits nominaler Diffusorkonfiguration dargestellt. Die
Farbe wurde durch statische Druckbohrungen an der Diffusorfrontwand eingeführt. Im
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