Dokument 1.pdf - RWTH Aachen University

A.2 Instrumentierung zur Detailmessung
Die Pitot-Röhrchen haben einen Außendurchmesser von 1.2 mm und einen Innendurchmesser
von 0.4 mm. Bei voll ausgefahrener Sonde in der untersten Messposition bedeutet
das eine Blockage von 15 % für den stromab liegenden Halsquerschnitt und eine Blockage
von 0.5 % für den gesamten Diffusor. Weil bei der Messung drei Pitot-Plugs gleichzeitig
eingesetzt werden, verschiebt sich der Betriebspunkt des Radialverdichters merklich
zu kleineren Druckverhältnissen und Massenströmen entlang einer Drossellinie. Diese
Verschiebung muss bei der Analyse beachtet werden.
Der Eintritt der Pitot-Röhrchen weist einen ±30 ◦ Konus auf. Dieser Konus bedeutet
eine Winkelunabhängigkeit zur Anströmung von mindestens ±20 ◦ . Die PIV-Messungen
beweisen (Abb. 6.9), dass der Anströmwinkel sowohl stationär als auch instationär in
diesem Bereich ist.
Nach Abb. A.4 wurden Cobra-Dreilochsonden-Traversen in
zwei Messebenen durchgeführt. Abb. A.6 zeigt die verwendete
Dreilochsonde. Sie ist 0.7 mm Dick, 2 mm breit und weist drei
Druckbohrungen von 0.4 mm Durchmesser auf. In der nominalen
Diffusorkonfiguration wurde das Strömungsfeld an 5 Umfangspositionen
und 14 Positionen in Richtung Kanalhöhe kurz
auf einem Radius von 276 mm kurz vor dem Diffusoraustrittsradius
gemessen. Dies ergibt ein Messfeld von 70 Punkten. Nach
der Kürzung des Diffusors wurde eine weitere Messebene am
Kürzungsradius bei r = 245 mm eingeführt, wo ebenfalls die 70
Messpunkte aufgenommen wurden.
Die Dreilochsonde wurde im hauseigenen Freistrahl am IST kalibriert.
Der Kalibrierbereich umfasste Machzahlen von 0.05 bis Abb. A.6: Cobra
0.65. Als Kennzahlen wurde der Kalibrieransatz nach Wuest
Sonde
(1969) verwendet. Die Kalibrierkennfelder wurden durch Polynome
bis 6. Grades approximiert. Die mittlere Abweichung
durch das Kalibrierpolynom betrug bei der Machzahl 0.15 %, die maximale Abweichung
0.3 %. Die Druckmessung erfolgt mit den PSI9016 Modulen mit einer Messunsicherheit
von ±0.05 %. Zusammenfassend wurde die absolute Messunsicherheit der Machzahl auf
±0.5 % berechnet. Die Messunsicherheit des Strömungswinkels liegt bei ±1 ◦ .
A.2.3 Particle Image Velocimetry
Das Particle Image Velocimetry (PIV) System wurde von Zachau (2007) an dem untersuchten
Radialverdichterprüfstand adaptiert und aufgebaut. Auslegung und Messauf-
175