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6.2 Stationäre detaillierte Strömungsanalyse im Diffusorkanal
Weiterhin weist das Ablösegebiet in der gekürzten Diffusorkonfiguration eine gemessene
minimale Machzahl von 0.17 auf. Hier kann man von keiner ausgeprägten Ablösung
sprechen. Der Gradient lässt jedoch vermuten, dass die Machzahl in Richtung Saugseite
noch weiter sinkt. Außerdem haben die PIV-Messungen (Abb. 6.5) gezeigt, dass die
Ablösung weiter stromauf an der Diffusorsaugseite größer ist. Dieser Gradient weist auf
ein kleines Rückstromgebiet an der Saugseite hin. Am Abdrehradius ist die Strömung
schon wieder teilweise ausgemischt.
Zur Bewertung der Strömungskonfiguration wird die allgemeine Beschreibung von Diffusorströmungen
von Kline (1959) und weitergehend von Traupel (1962) herangezogen.
Diese teilen Ablösephänomene im Diffusor abhängig von dessen aerodynamischer Belastung
in vier Bereiche auf. Ausgehend von der homogenen Diffusorströmung wird das
Phänomen der lokalen Ablöseblase beschrieben, die im mittleren Teil des Diffusorkanals
auftritt und fluktuierend ist. Die dritte und vierte Strömungskonfiguration sind die voll
einseitig bzw. zweiseitig abgelöste Diffusorströmung. Traupel (1962) bemerkt, dass die
Konfiguration mit gerader beginnender, fluktuierender Ablösung die besten Diffusorleistungswerte
aufweist, weil die Summe der Verluste aus Wandreibung und Ablösung
minimal wird. Deshalb wird folgende These aufgestellt:
Im Fall der gekürzten Diffusorkonfiguration stellt sich die von Traupel (1962)
beschriebene Diffusorströmung mit beginnender Ablösung ein, während beim
nominalen Diffusor die Strömung einseitig ablöst. Die Diffusorströmung mit
kleinerer Ablösung im gekürzten Fall hat bessere Diffusorleistungswerte zur
Folge.
Der Strömungswinkel α in Ebene 28a (Abb. 6.8c rechts) zeigt im Bereich der Hauptströmung
(1c) Werte von 40 bis 60 ◦ . Die Strömung folgt an dieser Stelle der Saugseite,
ist aber in Vergleich zum nominalen Fall in Umfangsrichtung abgelenkt, wie die PIV-
Messungen zeigten (Abb. 6.5). Die Messungen bestätigen sich. In der Ablösung (2c)
steigt der Strömungswinkel auf 75 ◦ an.
Bei dieser Betrachtung muss beachtet werden, dass die Dreilochsonde hohen Strömungsgradienten
ausgesetzt ist. Weiterhin treten im Bereich der Diffusorhinterkanten in Ebene
28a Interaktionen zwischen Sondenkopf und Wand auf. Dies lässt sich beispielsweise in
der Traverse direkt an der Saugseite des Diffusors erkennen. In den Messpunkten an
der Saugseite Richtung Diffusorfront- und -rückwand tritt die rechte Bohrung der Dreilochsonde
in den Nachlauf der gekrümmten Diffusorhinterkante ein. Dadurch wird der
Strömungsgradient über den Sondenkopf so groß, dass Messabweichungen von mehreren
Grad im Strömungswinkel α auftreten können.
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