Dokument 1.pdf - RWTH Aachen University

Folglich ist die Instationarität im Bereich zwischen Impeller und Diffusor reduziert.
Weil die Strömung an der Diffusorvorderkante bei der untersuchten Radialverdichterstufe
pumpauslösend ist, kann eine verringerte Störung hier zum späteren Auslösen des
Pumpvorgangs führen.
Durch die Kürzung des Pipe Diffusors wurde dessen Abströmung geändert, so dass
der nachfolgende Deswirler mit einer Fehlanströmung von 20 ◦ beaufschlagt wurde. Deshalb
wurde der Deswirler neu ausgelegt. Aufgrund der größeren Umlenkung wurde ein
Tandem-Gitter ausgewählt. Die erste Schaufelreihe reichte bis in die Kanalkrümmung
hinein. Folglich ist der Tandem Deswirler kompakter als die nominale und gekürzte
Diffusorkonfiguration.
Die Radialverdichterstufe mit Tandem-Deswirler wies einen um +1 %-Punkt höheren
isentropen adiabaten totalen Wirkungsgrad auf als die Konfiguration mit gekürztem
Diffusor und prismatischen Deswirlerschaufeln. Der Vergleich des total-to-static Wirkungsgrads
ergab allerdings nur eine Steigerung von +0.5 %-Punkten. Diese Diskrepanz
wurde auf eine höhere Austrittsmachzahl und die Diskretisierung der Austrittsmessstellen
zurückgeführt. Die Totaldruckrechen am Austritt der Radialverdichterstufe standen
in Gebieten erhöhter Machzahl, was zu einer zu hohen Gewichtung der Hauptströmung
führte.
Eine detaillierte Untersuchung der relativen Umfangsposition der beiden Schaufelreihen
des Tandem-Deswirlers zueinander wurde durchgeführt. Zwischen der nominalen und
der um −1.5 ◦ verdrehten Position wurde eine Differenz von 0.65 %-Punkten im totalen
Wirkungsgrad gemessen. Die nominale Position wies den höchsten totalen Wirkungsgrad
auf. Hierbei steht die Saugseite der zweiten Schaufelreihe nahe der Druckseite der ersten
Schaufelreihe. Analog zur Literatur wird so die Anströmung zur zweiten Schaufelreihe
verbessert; die Strömung löst an der 2. Saugseite später ab. Statische Druckmessungen
auf den Saug- und Druckseiten bei 50 % Schaufelhöhe konnten die Interaktion zwischen
1. und 2. Schaufelreihe nachweisen.
Bei Betrachtung des total-to-static Wirkungsgrads wurde jedoch bei einer relativen Position
von −4.5 ◦ der höchste Wert gemessen. Die zweite Schaufelreihe steht hier im
Nachlauf der ersten. Statische Druckmessungen zeigten, dass in diesem Fall der statischen
Druckaufbau an der Nabe verbessert war.
Ausblick
Die vorliegende Untersuchung zu den drei Geometrievariationen stellt eine Basis für weitergehende
Untersuchungen zur Radialverdichterstufe mit Pipe Diffusor und Deswirler
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