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Passive Kontrolle der wandnahen Strömung in Axialkompressoren durch Modifikation der Annulusgeometrie Genehmigte Dissertation von Dipl.-Ing. Frank Heinichen aus Frankfurt am Main 1. Gutachten: Prof. Dr.-Ing. H.-P. Schiffer 2. Gutachten: Prof. Dr.-Ing. D. Peitsch Tag der Einreichung: 14.08.2012 Tag der Prüfung: 28.11.2012 Darmstadt — D 17 Bitte zitieren Sie dieses Dokument als: URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-33940 URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3394 Dieses Dokument wird bereitgestellt von tuprints, E-Publishing-Service der TU Darmstadt http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de tuprints@ulb.tu-darmstadt.de Die Veröffentlichung steht unter folgender Creative Commons Lizenz: Namensnennung – Keine kommerzielle Nutzung – Keine Bearbeitung 2.0 Deutschland http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/de/
Danksagung Auch wenn nur ein Name als Autor dieser Arbeit genannt wird, hätte sie ohne die tatkräftige Unterstützung vieler anderer nicht erstellt werden können. An erster Stelle ist meine Familie zu nennen, insbesondere meine Frau Janice. Sie hat mich durch manchmal harte Zeiten begleitet und mit viel Geduld auf die Herausforderungen reagiert, die die Erstellung einer Dissertation mitunter beinhaltet. Ich hoffe, dass sie und meine Tochter Frieda mir die Gelegenheit geben werden, Versäumtes nachzuholen. Besonderer Dank gebührt Christoph Biela und Christoph Brandstetter. Sie waren am Aufbau des Verdichters maßgeblich beteiligt und haben die experimentellen Untersuchungen gewissenhaft und mit viel Elan durchgeführt. Die in dieser Arbeit gezeigten experimentellen Ergebnisse wurden von ihnen gewonnen. Freundlicherweise haben sie mir die Verwendung der Daten gestattet. Der Dank für das Korrekturlesen, konstruktive Kritik sowie fruchtbare Diskussionen geht an Sebastian Leichtfuss, Henner Schrapp und Erik Johann. An dieser Stelle soll auch der Gruppenleiter der Verdichter-Aerodynamik-Abteilung bei Rolls-Royce Deutschland genannt werden, die diese Dissertation überhaupt erst ermöglicht gemacht hat. Meinem Arbeitgeber Rolls-Royce Deutschland gebührt der Dank für die Erlaubnis, die Ergebnisse meiner Studien zu veröffentlichen.
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Seite 7 und 8: 9. Experimentelle Methoden 44 9.1.
Seite 9 und 10: 1 Nomenklatur Abkürzungen und Para
Seite 11 und 12: Teil I. Einleitung 9
Seite 13 und 14: des Strömungsfeldes mit einem Opti
Seite 15 und 16: Teil II. Grundlagen 13
Seite 17 und 18: Spaltwirbel ❅ ❅❘ Rotor-Drehri
Seite 19 und 20: (a) Topologie auf der Schaufelsaugs
Seite 21 und 22: Rotating Stall, in der Literatur au
Seite 23 und 24: vielen Jahren im Einsatz und neben
Seite 25 und 26: (a) Axialturbinenrotor [47] (b) Lin
Seite 27 und 28: erfolgreiche Auslegung der Konturie
Seite 29 und 30: dieser Eigenschaft vorgestellt. Dar
Seite 31 und 32: CT ❅❅❘ CT Gehäuse Rotor-Dreh
Seite 33 und 34: Die Entnahmestelle über dem Rotor
Seite 35 und 36: zum optimalen Wert. Es kann ledigli
Seite 37 und 38: 16.0 0.30 Umfangsdiskret Umfangssym
Seite 39 und 40: Teil III. Methoden 37
Seite 41 und 42: ziert werden. Entweder kann der mas
Seite 43 und 44: Druckseite Saugseite X star t X 1 X
Seite 45 und 46: Während der Optimierung wurden ver
Seite 47 und 48: P t P t P s P t P s T t T t 2 P s 3
Seite 49 und 50: 10 Verdichter Zusätzlich zu dem im
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Teil IV. Nicht-achsensymmetrische E
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Referenz Konturierung + Rotor-Modif
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Referenz Konturierung + Rotor-Modif
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12 Statoren Wie die Literaturübers
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VK 25 % 50 % SS VK DS 75 % HK SS HK
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HK SS DS 75 % 50 % SS DS VK 25 % VK
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Referenz Mit Konturierung Referenz
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Referenz, kleinster Spalt Referenz,
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13 Zusammenfassung 3D-Konturierung
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14 Auslegung und Parameter der Geh
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Norm. Entropie 1.06 1.04 1.02 (a) O
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1.0% η p 1.05 1 Ohne CT Mit CT Π
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η p Ohne CT, PT1 Mit CT, PT2 Mit C
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η p Ohne CT, PT1 Mit CT, PT2 Mit C
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17 Zusammenfassung Gehäusestruktur
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Teil VI. Fazit 95
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nen Einschränkungen, die Skalierba
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[14] A. Demargne and J. Longley. Th
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[43] V. Gümmer, U. Wenger, and H.-
Seite 105 und 106:
[67] G. Endicott, T. Sonoda, M. Olh
Seite 107 und 108:
[93] L. Bo, W. Qingwei, and C. Yuny
Seite 109 und 110:
[119] N. Gourdain and F. Leboeuf. U
Seite 111 und 112:
[145] G. Legras, N. Gourdain, I. Tr
Seite 113 und 114:
[171] S. Shahpar and L. Lapworth. P
Seite 115 und 116:
[197] T. Praisner, E. Allen-Bradley
Seite 117 und 118:
Teil VII. Appendix 115
Seite 119 und 120:
Kaskaden- und Versuchsturbinenergeb
Seite 121 und 122:
B Berechnung der relativen CT-Grö
Seite 123 und 124:
D Parameter der CFD-Rechennetze 1,5
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