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5 Analyse der nominalen Diffusorkonfiguration
dargestellt. Die Punkte bei den niedrigeren Drehzahlen weisen höhere relativen Spalte
λ 2 auf, weil sich der Impeller aufgrund der kleineren Belastung durch Wärme, Drehzahl
und Rückwanddruck im Austrittsbereich weniger nach vorne verbiegt. Die absolute
Position des Impellers bleibt jedoch gleich.
Der maximale Wirkungsgrad fällt mit steigendem relativen Schaufelspalt linear ab. Die
Ausgleichsgrade zeigt eine Steigung von ∂η max,t,s /∂λ 2 = −0.22. Die η max,t,s -Werte für
die kleineren Drehzahlen liegen auch auf der Geraden. Der abfallende Wirkungsgrad der
Radialverdichterstufe bei den kleineren Drehzahlen bis 90 % ist folglich überwiegend
auf den größeren Impellerschaufelspalt zurückzuführen. Der Einfluss anderer aerodynamischer
Verlusteffekte bewegt sich demnach im Rahmen der Messunsicherheit von
Δη = ±0.2 %. Entsprechend der Nomenklatur in der Literatur ergibt sich für die vorliegende
untersuchte Radialverdichterstufe:
∂η
∂λ 2
= −0.22 (5.3)
Zum Vergleich mit der Literatur ist in früheren Quellen wie Eckert und Schnell (1961)
and Pfleiderer (1961) ebenfalls ein linearer Zusammenhang zwischen Wirkunsgradverlust
Δη und relativem Schaufelspalt λ 2 zu finden. Die Formel
∂η
η =
2a · s
b 1 + b 2
(5.4)
mit dem Schaufelspalt s und den Schaufelhöhen am Impellereintritt b 1 und -austritt
b 2 ist weit verbreitet. Eckert und Schnell (1961) gibt für den empirischen Parameter
a =0.9 an, während Pfleiderer (1961) a =1.5 − 3 empfiehlt. Die Formel 5.4 lässt sich
vereinfachen, wenn für b 1
b2
= 4 und η =0.8 angenommen wird. Der sich ergebende Parameter
∂η
∂λ 2
ist in der weiteren Literatur zu finden. Es ergeben sich bei dieser Betrachtung
in der Literatur empirische Werte für ∂η
∂λ 2
von 0.3 bis 0.6. Brasz (1988) gibt eine Zusammenfassung
für direkte Messungen von ∂η
∂λ 2
für Impeller an. Brasz findet Werte von
0.1 bis 0.6. Folglich liegt der in der vorliegenden Studie ermittelte Wert von 0.22 aus
Gl. (5.4) im Bereich der Literaturwerte.
Bansod und Rhie (1990) merken weiterhin an, dass die lineare Abhängigkeit nur für
einen relativen Schaufelspalt von 5%