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5.3 Detaillierte Strömungsuntersuchung
Im Fall des Spaltes von 0.65 mm wurden im mittleren Fenster an der Druckseite Geschwindigkeitsreduktionen
von −11 % beobachtet. Für deaktivierte Zapfluft ist dieser
Effekt mit −20 % doppelt so groß. Außerdem ändert sich die Form der Stromlinien im
hinteren Fenster aus Abb. 5.9c. Es wurde eine wellenförmige Form für diese Konfiguration
gemessen (4).
Die Dreilochsondentraversen am Austritt des Diffusors in Ebene 28b bestätigen diese
Beobachtungen. In Abb. 5.10 ist die Machzahl für die Parametervaration im BP A100
dargestellt. Hier wurde eine noch genauere Untersuchung durchgeführt. Zwischen dem
Nominalfall in Abb. 5.10a und dem vergrößerten Impellerschaufelspalt von 0.65 mm in
Abb. 5.10d wurden auch die Spalte 0.375 mm und 0.5 mm gemessen. Es lässt sich eine
kontinuierliche Verschiebung der Hauptströmung (1) in Richtung Saugseite erkennen
(3). Die Traverse direkt an der Saugseite zeigt immer größere Machzahlen von Nominal
0.3 bis hin zu 0.33 bei 0.65 mm Spalt an, was eine Erhöhung von +10 % bedeutet.
Die Dreilochsondenmessungen bei deaktivierter Zapfluft in Abb. 5.10e zeigen eine noch
stärkere Verschiebung der Hauptströmung (4) Richtung Saugseite. Auch die Form zeigt
im Vergleich zu Abb. 5.10a kein ausgeprägtes Maximum mit geneigten Konturlinien
mehr, sondern eine geschwungene S-Struktur. Das Maximum der Machzahl hat sich um
7 % reduziert. In Abb. 5.10f und g wurden die Zapfluftmassenströme separat deaktiviert.
Kein FBL äußert sich in einem tendentiell sehr ähnlichen Strömungsfeld wie
in Abb. 5.10e; die Verschiebung der Hauptströmung ist reduziert. Abb. 5.10g mit
ABL = 0 % zeigt Unterschiede in den Traversen an Saugseite und in der Nähe der
Druckseite mit reduzierten Machzahlen.
Bei der Interpretation der Messergebnisse der Dreilochsondentraverse in Abb. 5.10
muss beachtet werden, dass die räumliche Auflösung des Messnetzes in Umfangsrichtung
mit 5 Positionen gering ist. Es ist möglich, dass das absolute Maximum der Machzahl
nicht erfasst wurde. Weiterhin sind die Gradienten in der Strömung groß, so dass der
Bohrungsabstand der Dreilochsonde eine Rolle spielen kann.
Weitergehende numerische Simulationen zur Parametervariation von Impellerschaufelspalt
und Zapfluft, durchgeführt und analysiert von Schwarz und Wilkosz in Kunte et al.
(2013), zeigen folgende Phänomene:
1. Impellerspalteinfluss
a) Das Anströmprofil zur Diffusorvorderkante verändert sich. Während sich die
Totaldruckverteilung nicht ändert, verdreht sich das Anströmwinkelprofil. An
der Diffusorfrontseite wird der Anströmwinkel flacher. Im Gegensatz dazu
steilt sich der Anströmwinkel an der Rückseite des Diffusors um 0.5 ◦ auf.
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