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3 Experimenteller Aufbau
3.2 Untersuchte Geometriekonfigurationen
In der vorliegenden Studie wurden drei verschiedene Geometrien des Diffusionssystems
der Radialverdichterstufe untersucht. Abb. 3.4 zeigt schematisch die drei Konfigurationen.
Ausgehend von der nominalen Geometrie wurde der Diffusor in einem Zwischenschritt
radial eingekürzt. Im dritten Schritt wurde der Deswirler der geänderten
Diffusorabströmung angepasst. Eine 3D-Darstellung der drei Konfigurationen wird in
Abb. 1.2 gezeigt.
Prismatischer Deswirler
r außen,nominal
= 308.8 mm
r außen,tandem
= 301 mm
r 3,nominal
= 280.5 mm
Pipe-Diffusor
r 2,nominal
= 202.74 mm
r 3,gekürzt
= 245 mm
nominal
Reihe 2
= 22° Reihe 1 tandem
= 47°
a) Nominaler Diffusor b) Gekürzter Diffusor c) Tandem Deswirler
Abb. 3.4: Untersuchte Diffusor- und Deswirlergeometriekonfigurationen
3.2.1 Nominaler Diffusor
Das nominale Diffusionssystem dient in dieser Studie als Basis. Es wurde bereits experimentell
von Zachau (2007) und numerisch von Grates (2009) untersucht, wo sich
eine genaue Beschreibung der Geometrie finden lässt. Der schematische Querschnitt des
nominalen Diffusors in meridionaler Richtung ist in Abb. 3.4a, der axiale Querschnitt
durch den Diffusor in Abb. 3.5 dargestellt.
Der Pipe-Diffusor hat nach Tab. 3.1 30 Kanäle, einen Innenradius von 202.74 mm
und einen Außenradius von 280.5 mm. Die Auslegung geht auf das Patent von Bryans
(1986) zurück. Der Halsquerschnitt ist nicht kreisförmig, sondern ein Rechteck mit abgerundeten
Ecken. Der Diffusor weist jedoch alle geometrischen Eigenschaften eines
Pipe-Diffusors auf (siehe Kap. 2.2). Der Deswirler ist ein axiales Umlenkgitter mit 90
prismatischen Schaufeln. Er ist nach der Strömungsumlenkung des Kanals in axiale
Richtung angeordnet. Die radiale Abströmwinkel relativ zur Horizontalen beträgt 22 ◦ .
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