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7 Analyse der Tandem-Deswirler Konfiguration
ein Rechen auf die Mittellinie des Tandem-Deswirlers in der Nominalposition gestellt.
Die beiden anderen Rechen sind jeweils in Richtung Druck- und Saugseite in Umfangsrichtung
verdreht.
Der gemittelte Totaldruckverlauf für alle Rechen (Abb. 7.7a, rot) entspricht qualitativ
dem η t−t -Verlauf aus Abb. 7.6. Maximum und Minimum sind an den gleichen Stellen.
Weiterhin zeigen auch die Einzelrechen an der Druck- und Saugseite das entsprechende
Verhalten. Die Kurve des Rechens auf der Mittellinie jedoch ist gegenläufig und um
α rel =3 ◦ im Vergleich zu den anderen beiden Rechen verschoben. Die 3 ◦ entsprechen dem
konstruktiven Umfangswinkelabstand der Rechen. Die Totaldruckmaxima und -minima
können dabei Hauptströmungs- und Ablösegebieten zugeordnet werden. Schließlich wird
in der vorliegenden Studie folgende These aufgestellt:
Die gefundene Abhängigkeit des totalen Stufenwirkungsgrads η t−t vom relativen
Verdrehwinkel α rel des Tandem-Deswirlers mit einem Δη t−t =0.65 %
ist eine Überlagerung aus zwei Einflüssen. Einerseits einem aerodynamischen
Effekt, der Totaldruckverlustcharakteristik des Tandem-Deswirlers.
Andererseits einem messtechnischen Effekt, der durch die Diskretisierung
des Messfeldes hervorgerufen wird. Das statische Wirkungsgraddelta mit
Δη t−s =0.35 % legt nahe, dass diese beiden Effekte von gleicher Größenordnung
sind.
Die Totaltemperaturkurve in Abb. 7.7b bestätigt diese These. Die Verteilungen entsprechen
qualitativ den Totaldruckverläufen. Für den Totaltemperaturverlauf gemittelt
für alle Rechen wurde ein ΔT t =0.6 Kgemessen. Das entspricht einem Einfluss auf den
totalen Wirkungsgrad von 0.38 %, was annähernd die Hälfte des gemessenen Wertes
von Δη t−t =0.65 % bedeutet. Es kann jedoch angenommen werden, dass die wahre
Totaltemperatur im Austritt bei dieser Untersuchung konstanter ist. Der Impeller arbeitet
immer im gleichen Betriebspunkt. Die Strömung hat sich bis zum Austritt der
Radialverdichterstufe schon sehr weit ausgemischt. Somit sind die Verläufe ein messtechnischer
Effekt: Höhere Machzahlen führen zu einer erhöhten Stautemperatur an der
Temperaturmessstelle. Weil die Temperaturrechen nicht mit dem Recovery-Faktor korrigiert
werden (siehe Kap. 3.3.2), ergibt sich bei höherer Anströmgeschwindigkeit eine
höhere Messtemperatur.
Im vorliegenden Fall erniedrigt diese erhöhte Temperatur den Absolutwert des η t−t -
Maximums. Der Totaltemperaturverlauf ist gegenläufig zum η t−t -Verlauf. Dieser Umstand
ist die Ursache für das erhöhte Δη torque =1%(Abb. 7.6), bei dessen Berechnung
die Austrittstotaltemperatur nicht eingeht. Das Drehmoment und der Massenstrom variieren
um mindestens eine Größenordnung weniger. η torque folgt dem π t -Verlauf.
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