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6.4 Diskussion und Schlussfolgerungen
der gekürzten Diffusorkonfiguration um 10 % besser.
3. Die Aufteilung der Totaldruckverluste zwischen Diffusor und Deswirler beträgt in
beiden Fällen 70 % zu 30 %.
Dass sowohl Diffusor als auch Deswirler für den gekürzten Fall besser werden, ist zunächst
erstaunlich, weil das Anströmprofil zum Deswirler um 20 ◦ flacher wird und die
entsprechende Inzidenz höhere Verluste erwarten ließe. Allerdings spielt hier auch das
wesentlich inhomogenere Anströmprofil im nominalen Fall eine Rolle, dessen Ausmischverluste
hier dem Deswirler zugerechnet wurden. Außerdem ist die unterschiedliche
Durchströmung der Kanalkrümmung zwischen Diffusor und Deswirler zu beachten, bei
der ebenfalls der Anströmwinkel von Bedeutung ist. Zur Bewertung dieser Einflüsse
wurden folgende Korrelationen aus der Literatur herangezogen:
Für die Totaldruckverluste durch die Entropieerzeugung bei der Ausmischung von zwei
Strömungen 1a und 1b zu einer homogenen Austrittsströmung 2 geht Denton (1993)
vom Impulserhaltungssatz aus. Weiterhin wird inkompressibles Fluid angenommen:
Ap 1 +ṁ 1a c 1a +ṁ 1b c 1b = Ap 2 +ṁc 2 (6.2)
Mit Hilfe des Kontinuitätssatzes und dem massenstromgemittelten Totaldruck ergibt
sich nach Umwandlung der Totaldruckverlust:
)
) (ṁ1a
ω misch,2 = 1− 2 + ṁ1b
)(ṁ1a c 1a +ṁ 1b c 2 1b
(ṁ1a
(ṁ1a
+ + ṁ1b c 2 1a +ṁ 1b c 2 )
1b
c 1a c 1b ṁ 2 c 1a c 1b ṁ 3 (6.3)
Die Verluste an der dicken Hinterkante des gekürzten Diffusors werden nach der Formel
für den Carnotschen Stoßverlust abgeschätzt, der von Gl. (6.3) abgeleitet werden kann.
Für eine Querschnittserweiterung von A 1 auf A 2 gilt:
ω Carnot,2 = (1− A 1
A 2
) 2 (6.4)
Im Deswirler werden Totaldruckverluste durch die Fehlanströmung der Schaufelvorderkante
mit der Inzidenz i verursacht. Diese Verluste können nach Denton (1993) durch
folgende Gleichung abgeschätzt werden:
ω i = sin 2 i (6.5)
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