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2.2 Stand der Forschung beim Pipe Diffusor
Untersuchungen zur elliptischen Vorderkantengeometrie des Pipe Diffusors
Für den besseren Druckrückgewinn machte Kenny (1970) nicht nur die durch die Ridges
induzierten Wirbel, sondern auch die elliptische Form der Vorderkante verantwortlich.
Er wies diese These nach, indem er einen Keilschaufeldiffusor mit einem Pipe-Diffusor
als Auslegungsbasis verwendete. Als Zwischenversion wurde ein Keilschaufeldiffusor mit
angepasster elliptischer Vorderkante vermessen. Dieser „Zwitter-Diffusor“ zeigte eine
Blockage, die genau zwischen der niedrigsten des Pipe-Diffusors und der erhöhten des
Keilschaufeldiffusors lag.
Reeves (1977) führte Experimente mit verschiedenen Querschnitten der Pipes durch, die
von einem Kreis abwichen. Es handelte sich im Grunde um Rechteckquerschnitte mit
abgerundeten Ecken. Damit konnte er zeigen, dass auch die abgerundeten Ecken eines
Pipe-Diffusors weniger Blockage im Halsquerschnitt verursachen. Pipe-Diffusoren haben
die spezielle Eigenschaft eines kurzen parallelen Stücks nach der Vorderkante, dem Halsquerschnitt
oder der Throat. Kenny (1970) fand heraus, dass ein kurzer Halsquerschnitt
besseren Druckrückgewinn bringt als ein längerer.
Klassen (1973) verglich verschiedenen Diffusorbauarten, wobei der Pipe-Diffusor schlechter
abschnitt als ein Keilschaufeldiffusor. Bennett (1997) konnte allerdings nachweisen,
dass die Diffusoren von Klassen (1973) nach den Inzidenzanforderungen, aufgestellt von
Reeves (1977), nicht richtig ausgelegt waren. Groh et al. (1969) untersuchte verschiedene
Kanalanzahlen von Pipe-Diffusoren. Es konnte gefunden werden, dass weniger Schaufeln
eine größere Kennfeldbreite bedeuten, weil die Schluckgrenze wegen der größeren
Halsquerschnittsfläche zu größeren Massenströmen verschoben wird. Dies wurde auch
durch die Untersuchungen von Elder und Gill (1984) bestätigt.
Die Auslegungsstrategie eines Pipe-Diffusors wird von Bennett (1997) beschrieben. Er
variierte Halsquerschnittsdurchmesser und Schaufelanzahl. Der Halsquerschnitt wurde
anhand des Schluckgrenzmassenstroms und des Anströmwinkels ausgelegt. Bennett
(1997) konnte bestätigen, dass die Kennfeldbreite mit weniger Schaufeln wächst. Dabei
beschreibt er, wie die Konstruktionsparameter eines Pipe-Diffusors zusammenspielen
und voneinander abhängen.
Kanalaufweitung des Pipe-Diffusors
Stromab des Halsquerschnitt beginnt die Kanalaufweitung des Diffusors. Kenny (1972)
vermaß den statischen Druckaufbau im Diffusorkanal und fand, dass eine 1D-Verteilung
vorliegt. Pipe-Diffusoren können demnach im hinteren Bereich nach den Tabellen von
Runstadler und Dolan (1975) für konische Diffusorbauart ausgelegt werden.
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