Download (9Mb) - tuprints
Download (9Mb) - tuprints
Download (9Mb) - tuprints
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
der Blattspitze [146]. Shabbir und Adamczyk erstellten eine Bilanzanalyse und kamen zu dem<br />
Schluss, dass die radiale Umverteilung axialen Impulses der maßgebliche Mechanismus ist<br />
[142]. Spätere Studien von Legras et al. bauten darauf auf und erweiterten die Bilanzanalyse<br />
auf instationäre Strömungsfelder, die eine Anwendung der Methode auf umfangsdiskrete CT<br />
zulassen sollen [145, 158]. Für Axialnuten formulierte Seitz einige Wirkmechanismen [112]:<br />
1. Verringerung der lokalen Verblockung durch Entnahme impulsarmen Fluids innerhalb der<br />
Schaufelpassage. Die Menge sollte unterhalb von 1 % des Hauptmassenstromes liegen.<br />
2. Wiedereinbringung stromauf der Entnahmestelle, möglichst entgegen der Rotordrehrichtung.<br />
Dadurch ergibt sich eine Energetisierung der Wandgrenzschicht und eine Erhöhung<br />
des Totaldruckes im Relativsystem.<br />
3. Zusätzlich sollte sich durch das rezirkulierte Fluid eine Verringerung des Inzidenzwinkels<br />
an der Rotorspitze ergeben.<br />
Ferner gibt es Hinweise, dass Resonanzeffekte bei umfangsdiskreten CT eine nicht zu vernachlässigende<br />
Rolle spielen [106]. Ein Großteil der Aussagen über die Interaktion von Verdichter<br />
und Gehäusestrukturierung beruht auf der Analyse numerischer Modelle, für die zuvor<br />
durch Abgleich mit Messdaten ein gewisses Maß an Validierung durchgeführt wurde. Dies ist<br />
in Anbetracht der komplexen Strömungstopologie, der schweren Zugänglichkeit und des demzufolge<br />
zur experimentellen Analyse notwendigen hohen Aufwandes nicht überraschend. Aus<br />
den gleichen Gründen konnte allerdings nicht abschließend geklärt werden, wie gut die numerischen<br />
Modelle die tatsächlichen Strömungsvorgänge im Blattspitzenbereich abbilden. Erwähnt<br />
werden sollen an dieser Stelle daher die Arbeiten von Müller et al. [126] sowie Voges<br />
et al. [127, 134], die mit Hilfe von PIV und schnellen Drucksensoren den Einfluss jeweils eines<br />
Umfangs- und Axialnuten-CT auf den transsonischen Verdichterrotor „TUD Rotor 1“ untersuchten.<br />
7.2.3 Auslegung<br />
Wie in Abschnitt 7.2.2 ausgeführt, haben bestimmte Eigenschaften sowohl des Rotors als auch<br />
der Gehäusestrukturierung einen Einfluss auf Stabilität und Wirkungsgrad des Verdichters. Zur<br />
erfolgreichen Auslegung einer Gehäusestrukturierung für einen gegebenen, in der Regel mehrstufigen<br />
Verdichter ist also das Gesamtsystem aus CT und Verdichter zu betrachten. Zur Positionierung<br />
des CT muss zunächst die pumpauslösende Stufe und ihr Versagensmechanismus<br />
identifiziert werden [107]. Dies ist keine triviale Aufgabe, weil sich sowohl Ort als auch Instabilitätsmechanismus<br />
mit dem Betriebspunkt als auch mit dem Alter des Verdichters und damit<br />
einhergehenden Verschleißerscheinungen ändern können. Einige Einflussgrößen sind die Drehzahl,<br />
die Eintrittsbedingungen, die Stellung der variablen Leitschaufeln und die Spalthöhe. Ein<br />
Betrieb unter diesen Rahmenbedingungen muss nicht notwendigerweise zu einer Reduzierung<br />
der Wirksamkeit der Gehäusestrukturierung führen: Madden und West präsentierten einen Fan,<br />
dessen Pumpgrenze sich nur für den Fall eines durch Siebe gestörten Eintrittsprofils durch ein<br />
Axialnuten-CT signifikant erhöhen ließ [128].<br />
Falls die Verdichtergeometrie noch nicht festgelegt ist, besteht die Möglichkeit, den Verdichter<br />
so auszulegen, dass eine möglichst hohe Sensitivität gegenüber CT erreicht wird. Nach dem<br />
Wissenstand des Autors existieren jedoch aktuell keine festen Auslegungskriterien, die mit Sicherheit<br />
zu einem durch CT positiv beeinflussbaren Rotor führen. Es können lediglich einige<br />
34 7. Stand der Forschung