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2 Diffusorsysteme für Radialverdichter in Triebwerken
Es gibt verschiedene Varianten, die Kanalaufweitung auszuführen. Kenny (1969) schlug
vor, dass nach dem gebohrten Vorderkantensegment konische Kanäle folgen, die aus
Kostengründen aus Blech ausgeführt sein könnten. In Roberts und Steed (2004) ist eine
solche Anwendung zu finden. Hier werden die Kanäle bis über eine 90 ◦ -Krümmung
geführt. Diese lange Strömungsführung hat starke Sekundärströmungen mit Ablöseeffekten
zur Folge.
Eine Alternative stellt die Konstruktion nach Bryans (1986) dar, die auch in dieser Studie
verwendet wird. Beispiele finden sich hierzu in Wallis et al. (2002); Srivastava et al.
(2004), sowie in Büscher (2006, nicht publiziert); Zachau (2007) und Grates (2009). Bei
diesem Pipe-Diffusor werden keine kreisrunden Querschnitte für den Halsquerschnitt
verwendet. Vielmehr handelt es sich um eine Mischung aus echtem Pipe-Diffusor und
Keilschaufeldiffusor. Der Halsquerschnitt ist ein Rechteck mit abgerundeten Ecken, ähnlich
wie nach den Untersuchungen von Reeves (1977). Die Kanalaufweitung läuft mit
planparalleler Front- und Rückwand und abgerundeten Ecken aus. Die symmetrische
Querschnittskonstruktion wird aus dem vollen Ring mittels elektrochemischem Funkenerosionsverfahren
(EDM) gefertigt.
2.3 Rückführsysteme für Radialverdichter
Die Strömung muss nach dem Radialverdichterdiffusor der nächsten Komponente zugeführt
werden. Dies ist bei einem mehrstufigen Radialverdichter i.A. die nächste Stufe. Im
Triebwerk kann dies auch die Brennkammer sein. Dabei kommen dem Rückführsystem
folgende strömungsmechanische Aufgaben zu:
1. Die Rückführung der radialen nach außen gerichteten Strömung auf kleinere
Durchmesser und für die nächste Komponente geeignete Strömungsswinkel.
2. Die Entfernung des Restdralls der Strömung aus dem Diffuser. Die stromab liegenden
Komponenten benötigen meist eine achsparallele Zuströmung.
3. Die weitere Verzögerung der Strömung.
Die Strömung wird folglich durch zwei geometrische Umlenkungen belastet: Einerseits
durch die Kanalkrümmung. Das Fluid muss nach der radialen Abströmung aus dem
Radialverdichterdiffusor der nächste Komponente axial zugeführt werden. Andererseits
macht die notwendige Entnahme des Restdralls eine Beschaufelung erforderlich.
Diese beiden Anforderungen werden in der Literatur meist separat behandelt. Auch
Auslegungen trennen Kanalkrümmung und Beschaufelung. Wie im Folgenden beschrieben
wird, gibt es aber auch Ansätze, die Schaufeln in gekrümmte Kanäle zu setzen.
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