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6 Analyse der gekürzten Diffusorkonfiguration
a) Der Totaldruckverlust des Diffusionssystems sinkt um −9%.
b) Das Ablösegebiet auf der Druckseite des Diffusors wird wesentlich kleiner. Es
findet keine ausgeprägte Rückströmung mehr statt. Folglich reduzieren sich
die Sekundärströmungsverluste.
c) Der Anströmwinkel zur Kanalumlenkung zwischen Diffusor und Deswirler ist
20 ◦ flacher. Dadurch verringert sich die Neigung zur nabenseitigen Ablösung.
2. Die Pumpgrenze erweitert sich für hohe reduzierte Drehzahlen um +10 %. Folgendes
beeinflussendes Phänomen wurde zur potentiellen Erklärung gefunden:
a) Die instationäre Strömung im Diffusorhals wird wesentlich homogener. Es
findet keine Anregung durch die halbe Schaufelwechselfrequenz mehr statt.
Folglich ist die Instationarität im Bereich zwischen Impeller und Diffusor
reduziert.
3. Die Betrachtung der Auswirkung auf ein Turbostrahltriebwerk ergibt bei einer
Kürzung des Radialverdichterdiffusors eine potentielle Brennstoffeinsparung von
0.085 %. Berücksichtigt man bei einer Neuauslegung eine mögliche Verschiebung
der Betriebslinie im Radialverdichterkennfeld, so erhöht sich die theoretisch mögliche
Einsparung auf 0.285 %.
4. Folgende potentiellen Verbesserungen für folgende Diffusorkonfigurationen werden
detektiert und vorgeschlagen:
a) Eine Reduktion der Dicke der Diffusorhinterkanten würde die Totaldruckverluste
durch den Carnot-Stoß verringern.
b) Die Deswirlerschaufeln werden mit 20 ◦ Inzidenz angeströmt. Eine Neuauslegung
würde Strömungsverluste verringern.
c) Bei dieser Neuauslegung wird eine Anpassung der momentan prismatischen
Schaufeln an das Anströmprofil vorgeschlagen.
d) Der Radius der Kanalkrümmung zwischen Diffusor und Deswirler ist klein.
Eine Untersuchung des Einflusses dieses Krümmungsradius’ scheint lohnenswert.
e) Die Länge des schaufellosen Raums des Diffusors sollte aus zwei Gründen
reduziert werden. Erstens findet eine Ausmischung statt, die den Strömungswinkel
abflacht. Diese Abflachung muss durch eine stromab liegenden Deswirler
wieder in axiale Richtung umgelenkt werden. Zweitens könnte der Durchmesser
des Diffusors verringert werden, was die Radialverdichterstufe kompakter
machen würde.
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