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5 Analyse der nominalen Diffusorkonfiguration
eintritt, hervorgerufen durch den höheren Anteil von Spaltströmung. Die ungleichmäßigen
Deltas können an dieser Stelle jedoch nur beobachtet werden. Die Verschiebung ist
allerdings relativ klein angesichts von Pumpgrenzabständen in Triebwerken von mindestens
20 %. Dennoch muss der Einfluss des Impelleraxialspalts auf die Pumpgrenze bei
der Triebwerksauslegung beachtet werden.
5.2.2 Zapfluftvariation
In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss von zwei Zapfluftmassenströmen auf das
Betriebsverhalten der Radialverdichterstufe untersucht. Zwischen Impeller und Diffusor
wurde nach vorne (FBL) und hinten (ABL) abgesaugt (siehe Kap. 3.1.2). Ausgehend
vom Nominalbetriebspunkt (FBL=2.64 % und ABL=0.5 %) wurde FBL von 0 bis 2.64 %
und ABL von 0 bis 1.4 % variiert.
Bei der Definition des isentropen Wirkungsgrades nach Gl. (3.7) wurde vereinfachend
angenommen, dass der Massenstrom über die Stufe konstant ist. Weil der Diffusormassenstrom
bei der vorliegenden Radialverdichterstufe jedoch um den abgesaugten Zapfmassenstrom
kleiner ist, stellt sich beim Vergleich von verschiedenen Zapfluftkonfigurationen
die Frage nach deren richtigen Bilanzierung. In diesem Kapitel werden die zwei
entgegengesetzten Möglichkeiten verwendet: Einerseits wird der isentrope Wirkungsgrad
mit angenommenem konstantem Massenstrom nach Gl. (3.7) berechnet. In der zweiten
Auswertung werden die Zapfmassenströme bei der Wirkungsgradberechnung als Verluste
definiert. Auf der Nutzenseite wird nur der Massenstrom am Austritt des Diffusors
betrachtet, welcher sich aus dem Eintrittsmassenstrom in den Impeller nach Abzug der
Zapfmassenströme berechnet:
ṁ Diffusor = ṁ Impeller · (1 − FBL− ABL) (5.1)
Der Impeller muss jedoch den gesamten Eintrittsmassenstrom verdichten, so dass letzterer
beim Aufwand zu betrachten ist. Folglich ist bei dieser Betrachtung der isentrope
Wirkungsgrad mit dem Faktor ṁ Diffusor /ṁ Impeller zu korrigieren, was zu folgender Definition
führt:
η t,s,korr = T t,25(( p t,31
p t,25
) κ−1
κ − 1)
T t,31 − T t,25
· (1 − FBL− ABL) (5.2)
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