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der tatsächlich vorherrschenden Strömungszustände führt. In der Rotoraustrittsebene wurde
das gemessene radiale Totaldruckprofil zu den Wänden hin extrapoliert und je nach Analysestandard
massen- oder flächengemittelt. Die mittlere Totaltemperatur konnte entweder aus
den recovery-korrigierten Messwerten der Stator-Vorderkanteninstrumentierung, dem aus dem
gemessenen Drehmoment errechneten Totaltemperaturanstieg oder den Temperaturmessungen
in der Verdichteraustrittsebene bestimmt werden. Um die Qualität der aus den Messdaten gewonnenen
Analyseergebnisse zu beurteilen, wurden für ausgewählte Betriebspunkte alle drei
Methoden angewendet. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse nutzen jeweils nur die dritte.
Da in der Verdichteraustrittsebene statische Druckmessdaten sowohl an der Nabe als auch
am Gehäuse vorlagen, konnten diese zusammen mit den in Umfangsrichtung flächengemittelten
Totaldruckmessungen zu radialen Totaldruckprofilen kombiniert werden, die die gesamte
Kanalhöhe abdecken. Die in Umfangsrichtung ebenfalls flächengemittelten radialen Profile der
recovery-korrigierten Totaltemperaturmessungen hingegen mussten extrapoliert werden. Wie
schon in der Rotoraustrittsebene wurden die radialen Totaldruck- und Totaltemperaturprofile je
nach Analysestandard entweder flächen- oder massengemittelt. Die jeweils verwendete Methode
wird bei der Präsentation der Ergebnisse kenntlich gemacht.
Eine Abschätzung der Unsicherheit bei der experimentellen Bestimmung der Kennfeldgrößen
wurde von Biela durchgeführt [178]. Für den 1,5-stufigen Forschungsverdichter wurden zwei
Parameter angegeben, ein systematischer Fehler und ein die zufällige Streuung beschreibender
statistischer Fehler. Die Beträge der Unsicherheiten sind nicht nur von Versuchsaufbau und
-durchführung, sondern auch vom Betriebspunkt des Verdichters abhängig. Beispielhaft sollen
hier die Werte für den Betrieb im Wirkungsgradmaximum der Auslegungsdrehzahllinie genannt
werden:
• Massenstrom: Systematisch 0,25 %, statistisch 0,12 %
• Druckverhältnis: Systematisch 0,28 %, statistisch 0,10 %
• Wirkungsgrad: Systematisch 0,69 %, statistisch 0,75 %
9.3 Sonden- und schnelle Wanddruckmessungen
Der Prüfstand verfügt über mehrere Zugänge für Sondenmessungen. In dieser Arbeit wurden
die Ergebnisse einer Vermessung der Eintrittsgrenzschicht mit einer Grenzschichtsonde genutzt,
welche in der Messebene (3) durchgeführt wurde. Außerdem wurden zur Charakterisierung des
Strömungsfeldes an der Rotorspitze für einzelne Betriebszustände Messungen mit im Gehäuse
installierten schnellen Drucksensoren durchgeführt. Durch Traversierung der IGV-Schaufelreihe
konnte der Umfangsversatz zwischen IGV-Nachlauf und den Sensoren variiert werden. Die so
gewonnenen Daten wurden von Biela et al. für eine Studie zum Einfluss der IGV-Nachläufe auf
den Rotor genutzt [176, 178]. In der vorliegenden Arbeit werden die instationären Wanddruckmessungen
für einen Vergleich mit CFD-Ergebnissen herangezogen. Zur besseren Vergleichbarkeit
mit den Simulationen, welche aufgrund der Verwendung von Ausmischebenen keine durch
das IGV verursachten Umfangsvariationen enthielten, wurden die Messdaten der verschiedenen
Traversierungsschritte gemittelt und zu einer gemittelten Verteilung des Gehäusedruckes
zusammengefügt. Weitere Details zur Versuchsdurchführung, Auswertungsmethodik und der
Verwendung der Messergebnisse sind in der Dokumentation der Arbeit von Biela zu finden
[178].
46 9. Experimentelle Methoden