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1.10<br />
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Referenz<br />
Konturierung + Rotor-Modifikation<br />
Referenz<br />
Konturierung + Rotor-Modifikation<br />
1.05<br />
1.05<br />
P s / P s,Ref<br />
1.00<br />
0.95<br />
P s / P s,Ref<br />
1.00<br />
0.95<br />
0.90<br />
0.90<br />
0.85<br />
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00<br />
Θ rel<br />
(a) 10 % C ax<br />
0.85<br />
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00<br />
Θ rel<br />
(b) 50 % C ax<br />
Abbildung 11.4.: Umfangsverteilung des statischen Druckes an der Nabe im Auslegungspunkt<br />
Umfangsrichtung sind jeweils auf ihren lokalen Mittelwert bezogen und über der relativen<br />
Passagenbreite Θ aufgetragen. Ein Wert von Θ = 0 entspricht der Position an der Druckseite<br />
der Rotorschaufel und Θ = 1 kennzeichnet die Saugseite. Als Betriebspunkt wurde der Auslegungspunkt<br />
gewählt. Der Schnitt bei 10 % der axialen Sehnenlänge zeigt eine Verringerung des<br />
Druckgradienten für die konturierte Variante, während bei 50 % eine Verstärkung des Druckunterschiedes<br />
zwischen Druck- und Saugseite zu beobachten ist. Dies ist konsistent mit der<br />
Phasenlage der harmonischen Perturbation der Nabenkonturierung und demonstriert die bereits<br />
in Abschnitt 8.3 erwähnte intuitive Verbindung zwischen den Auslegungsparametern der<br />
Konturierung und ihren Auswirkungen auf das Strömungsfeld.<br />
Aus der Analyse der Konturierungsgeometrie und der statischen Druckverteilung lassen sich<br />
bereits einige Aussagen über ihre wahrscheinliche Funktionsweise machen:<br />
• Im vorderen Bereich der Passage soll die Anfachung der Querkanalströmung reduziert<br />
werden.<br />
• Die beobachtete verbesserte Umlenkung wird durch den erhöhten statischen Druckgradienten<br />
in Umfangsrichtung ab etwa 50 % der axialen Sehnenlänge verursacht.<br />
Diese These wird gestützt durch die Änderungen der Sekundärströmungstopologie an der Nabe,<br />
welche mit Konturierung auftreten. In Abb. 11.6 sind Streichlinien auf Nabe und Schaufelsaugseite<br />
für die Referenz und die finale Variante gezeigt. Die ausgesparten Bereiche zeigen die<br />
Verbindungsstellen zwischen Nabe und der Schaufel mitsamt ihres Ausrundungsradius. Der Betriebszustand<br />
entspricht jeweils dem Auslegungspunkt. Die von der Vorderkante ausgehende<br />
weiße Linie soll die Unterschiede in der Entwicklung der Querkanalströmung hervorheben. In<br />
der Nähe der Vorderkante verlaufen die Streichlinien auf der Nabe mit Konturierung mehr in<br />
Richtung der Hauptströmung als ohne Konturierung. Dies ist ein weiterer Indikator für die bereits<br />
erwähnte Abschwächung der Querkanalströmung in diesem Bereich. Im hinteren Drittel<br />
der Schaufelpassage zeigen die nabenseitigen Streichlinien bei der konturierten Variante eine<br />
stärkere Umfangskomponente, was ebenfalls konsistent mit den geometrischen Eigenschaften<br />
der Konturierung ist. Insgesamt sorgt die Konturierung dafür, dass der Querkanalströmung zu-<br />
62 11. Nabenkonturierung bei einem transsonischen Rotor