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7.3 Relative Position des Tandem-Deswirlers
7.3 Relative Position des Tandem-Deswirlers
In diesem Kapitel wird der Einfluss der relativen Umfangsposition der beiden Schaufelreihen
des Tandem-Deswirlers zueinander auf die Leistungswerte des Radialverdichters
untersucht. Des Weiteren werden Strömungseffekte im Deswirler durch die Interaktion
der Schaufelreihen analysiert. Die Untersuchung wurde im Betriebspunkt A100 im Wirkungsgradmaximum
der Radialverdichterstufe bei 100 % reduzierter Drehzahl durchgeführt
(A100 siehe Abb. 7.1). Das Verdrehen der 2. Schaufelreihe war im Betrieb
möglich (Konstruktion siehe Kap. 3.2.3), um Messunsicherheiten bezüglich Änderung
des Betriebspunkts und der Randbedingungen des Prüfstands zu eliminieren.
Der Teilungswinkel der 2. Schaufelreihe beträgt 6 ◦ . In der vorliegenden Studie wurde die
2. Reihe um 7 ◦ in Umfangsrichtung im Bereich von −5 ◦ bis 2 ◦ verstellt und gemessen,
um die Umfangssymmetrie zu überprüfen. Im Bereich von ±1 ◦ um die Nominalposition
von α rel =0 ◦ wurde in 0.1 ◦ -Schritten, im übrigen in 0.5 ◦ -Schritten verfahren.
7.3.1 Integrales Verhalten der Radialverdichterstufe
Abb. 7.6 zeigt drei Wirkungsgradverläufe der Radialverdichterstufe in Abhängigkeit
des relativen Verdrehwinkels α rel . Es sind folgende isentrope adiabate Wirkungsgrade
dargestellt: der Wirkungsgrad gebildet mit den Totalgrößen η t−t (total-to-total) nach
Gl. (3.7), der Wirkungsgrad gebildet mit dem statischen Austrittsdruck η t−s (total-tostatic)
nach Gl. (7.1) und der Wirkungsgrad gebildet mit dem Drehmoment des Torquemeters
η torque nach Gl. (3.8). Die Verdrehung der 2. Schaufelreihe des Tandem-Deswirlers
gegenüber der 1. Schaufelreihe hat folgende Auswirkungen auf den Wirkungsgrad der
Radialverdichterstufe:
1. Der maximale totale Wirkungsgrad η t−t wurde bei einem relativen Verdrehwinkel
α rel = −0.2 ◦ gemessen (Abb. 7.6 (1)). Damit kann die aus der Literatur bekannte
beste Relativposition nach McGlumphy (2008) bestätigt werden. Die Saugseite der
2. Schaufelreihe befindet sich an der Druckseite der ersten Schaufelreihe.
2. Der minimale η t−t ergibt sich für α rel = −1.5 ◦ . Die 2. Schaufelreihe wurde um
−1.5 ◦ von der Druckseite der 1. Schaufelreihe weggedreht. Folglich ist die Interaktion
geringer.
3. Die Wirkungsgradspanne zwischen bester und schlechtester relativer Position beträgt
Δη t−t =0.65 % (3). Damit ist die Winkelabhängigkeit messbar unter Berücksichtigung
der η t−t -Messunsicherheit von ±0.2 % (nach Kap. 3.3.2).
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