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(a) Axialturbinenrotor [47] (b) Lineare Verdichterkaskade [48]<br />
Abbildung 7.1.: Beispiele für nicht-achsensymmetrische Konturierungen.<br />
jedoch die anschauliche Darstellung einiger grundlegender Aspekte und soll daher für diesen<br />
Abschnitt beibehalten werden. Für eine in die Meridionalebene projizierte wandnahe Stromlinie<br />
mit einem lokalen Krümmungsradius r gilt<br />
∂ p s<br />
∂ j<br />
∼ 1 r<br />
(7.1)<br />
Ist die Wand für die Strömung konvex gekrümmt, so erhöht sich der statische Druck. Bei konkaver<br />
Krümmung sinkt er. Dieses Prinzip kann analog auch für die Umfangsrichtung übertragen<br />
werden. Hier interagiert zwar die lokale Krümmung der Wand mit dem durch die Schaufeln<br />
hervorgerufenen Druckgradienten. Der grundlegende Effekt, laut dem eine stärkere lokale<br />
Krümmung der Stromlinien mit einem stärkeren statischen Druckgradienten senkrecht zur Strömungsrichtung<br />
einhergeht, ist jedoch derselbe. Einen ebenfalls zu berücksichtigenden Einfluss<br />
hat die effektiv durchströmte Fläche. Sie ergibt sich aus der geometrischen Querschnittsfläche<br />
unter Berücksichtigung von Verblockungseffekten. Wird die Fläche lokal vergrößert, so steigt<br />
der statische Druck bei gleichem Massendurchsatz, bei einer Flächenverringerung sinkt er. Im<br />
Gegensatz zu den Krümmungseffekten hat eine Änderung der effektiven Querschnittsfläche einen<br />
weniger lokalen Einfluss und wirkt sich damit stärker auf das Strömungsfeld in Kanalmitte<br />
aus.<br />
Durch eine Konturierung können die Krümmungsverläufe in Axial- und Umfangsrichtung sowie<br />
die lokale Querschnittsfläche gezielt modifiziert werden. Unabhängig von der Schaufelgeometrie<br />
lässt sich so beispielsweise der statische Druckgradient in Umfangsrichtung und damit<br />
die Querkanalströmung entweder abschwächen oder verstärken. Die anzustrebende Druckverteilung<br />
ist unter anderem abhängig vom Strömungsbild der Ausgangsvariante sowie von der<br />
jeweiligen Zielsetzung und muss daher für jeden konkreten Anwendungsfall neu definiert werden.<br />
7.1.2 Konturierung in Axialturbinen<br />
Obwohl nicht der eigentliche Gegenstand der vorliegenden Arbeit, ist ein kurzer Überblick<br />
über den Stand der nicht-achsensymmetrischen Endwandkonturierung in Axialturbinen sinn-<br />
7.1. Endwandkonturierung 23