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2 Diffusorsysteme für Radialverdichter in Triebwerken
Reynoldszahl in Radialverdichtern wird in Kap. 2.4 behandelt. Andererseits ist eine
gewisse Verzögerung der Strömung erforderlich, die vom Diffusor geleistet werden muss.
Diese Verzögerung wird mit der Kennzahl des statischen Druckbeiwerts c p beschrieben.
Der c p -Wert ist mit dem statischen Druckaufbau zwischen Aus- und Eintritt des Diffusors
definiert, welcher mit der Differenz aus totalem und statischem Eintrittsdruck p t,22 −p s,22
dimensionslos gemacht wird. Es ergibt sich:
c p = p s,3 − p s,22
p t,22 − p s,22
(2.2)
Bei einem möglichst hohen statischen Druckbeiwert c p wird ein geringer Totaldruckverlustbeiwert
ω des Diffusors angestrebt. ω ist der Totaldruckverlust zwischen Ein- und
Austritt, der ebenfalls mit p t,22 − p s,22 entdimensioniert wird, und lautet:
ω = p t,22 − p t,3
p t,22 − p s,22
. (2.3)
Beide Kennzahlen des statischen und Totaldruckbeiwerts hängen über die Machzahl mit
der Beziehung c p +ω =1−f(M 3 ) zusammen. Das bedeutet eine gegenläufige Tendenz bei
konstanter Abströmmachzahl. Je kleiner der Totaldruckverlust, desto höher der statische
Druckrückgewinn im Diffusor.
Das Anströmprofil hat einen großen Einfluss auf die aerodynamischen Diffusorkennwerte.
Je inhomogener die Anströmung, desto größer die Totaldruckverluste und desto geringer
der statische Druckrückgewinn. Zur Beschreibung der Güte des Anströmprofils wird
der Blockagefaktor B definiert. B ist das Verhältnis aus dem effektiven Strömungsquerschnitt
A eff und dem geometrischen Strömungsquerschnitt A geom im Halsquerschnitt
h th des Diffusors. A eff beschreibt den Querschnitt, den eine theoretisch perfekte Anströmung
mit Blockprofil bei den gegebenen aerodynamischen Größen einnehmen würde.
Durch Grenzschichten und weitere Sekundärströmungen ist der wahre geometrische
Strömungsquerschnitt mit A geom jedoch entsprechend größer.
Eine zweite Interpretation der Definition von B benutzt den Massenstrom im Halsquerschnitt
des Diffusors. Dieser wahre Massenstrom ṁ wird zu einem idealen Massenstrom
ṁ i(ideal) ins Verhältnis gesetzt, der mit den aerodynamischen Größen im Kernstrom gebildet
wird. Die Blockage B ist folglich eine Größe zur Beschreibung aller Verdrängungen
durch Grenzschicht und Strömungsinhomogenität.
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