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CT
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CT
Gehäuse
Rotor-Drehrichtung
Rotor-Drehrichtung
Rotor-Schaufel
Nabe
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„Fußabdruck“ des CT im Gehäuse
(a) Meridionalansicht
(b) Ansicht von oben
(c) Vorderansicht
Abbildung 7.2.: Skizze eines Rotors mit Axialnuten-CT.
der Stabilitätsgrenze [100] nicht mehr repräsentativ für den Stand der Technik ist. Mehrere Autoren
berichten von konstantem oder sogar gesteigertem Wirkungsgrad mit CT [101–106].
Die folgenden Abschnitte sollen einen kurzen Überblick über die häufigsten Bauformen und
Wirkungsweisen geben sowie einige auslegungsrelevante Sachverhalte schildern. Der Großteil
der veröffentlichten Studien zu Axialverdichtern mit CT behandelt einstufige Verdichter. Die wenigen
verfügbaren Untersuchungen zu mehrstufigen Verdichtern mit CT weisen jedoch darauf
hin, dass die für einstufige Verdichter formulierten Wirkmechanismen und Auslegungsrichtlinien
auch in mehrstufigen Umgebungen gültig sind [107–110].
7.2.1 Varianten
Aus der Sicht des Entwurfsingenieurs lassen sich Gehäusestrukturierungen in zwei verschiedene
Hauptklassen unterteilen: Umfangsdiskrete und umfangssymmetrische CT. Diese Unterteilung
ist zweckmäßig, weil sich die beiden CT-Klassen grundlegend in ihrer Wirkungsweise,
der geometrischen Komplexität, der erreichbaren Stabilitätserweiterung sowie im Berechnungsaufwand
zur Auslegung unterscheiden. Eine genauere Darstellung dieser Sachverhalte wird in
den Abschnitten 7.2.2 und 7.2.3 gegeben. Im vorliegenden Abschnitt werden die verschiedenen
CT-Bauformen kurz vorgestellt und relativ zueinander eingeordnet. Außerdem soll ein Überblick
über die maßgeblichen Auslegungsparameter und die jeweils vorhandene neuere Literatur
gegeben werden.
Umfangsdiskrete CT
Gehäusestrukturierungen mit in Umfangsrichtung diskreter Geometrie erreichen im Vergleich zu
den umfangssymmetrischen CT eine signifikant höhere Stabilitätserweiterung. Die Vielzahl von
Entwurfsparametern bei gleichzeitig hohem numerischen Aufwand durch die Notwendigkeit instationärer
CFD-Rechnungen stellen allerdings eine Herausforderung dar. Die umfangsdiskreten
CT lassen sich in drei Untergruppen aufteilen: Axialnuten, sogenannte „Recessed Vane-“ sowie
Rückführkanäle.
7.2. Gehäusestrukturierung 29