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Ohne Konturierung
Austrittsdrallwinkel
+ Nabenkonturierung
+ Gehäusekonturierung
+ Gehäusekonturierung
+ Nabenkonturierung
0.05 Grad
Naben− und Gehäusekonturierung
0.00005
ξ
Abbildung 12.1.: Einfluss der Naben- und Gehäusekonturierung auf Totaldruckverlustkoeffizienten
und Austrittsdrallwinkel des Stators
qualitativ auch nahe Stall. Für diese Konturierungen konnte kein negativer Einfluss auf die Stabilität
des Verdichters festgestellt werden. Einige weitere Aspekte werden anhand von Abb. 12.1
verdeutlicht. Gezeigt sind die durch die Konturierung an Nabe und Gehäuse bewirkten Änderungen
von Druckverlust und Austrittsdrallwinkel des Stators. Der Betriebszustand entspricht
dem Auslegungspunkt. Vier Varianten sind eingezeichnet: Die Referenz ohne Konturierung, die
finale Variante mit Naben- und Gehäusekonturierung sowie jeweils einzeln, aber mit den finalen
Auslegungsparameterwerten konturierte Endwände. Zunächst wird deutlich, dass durch die
Konturierung sowohl Austrittsdrallwinkel als auch Totaldruckverlustkoeffizient reduziert werden.
Es liegt also kein Konflikt zwischen Randbedingung und Zielparameter vor. Weiterhin fällt
der auch schon beim Rotor beobachtete geringe Betrag der durch die Konturierung erzielten
Verbesserungen auf. Der Drallwinkel sinkt um 0,22 Grad und der Druckverlust der Schaufelreihe
wird um 0,032 % des dynamischen Eintrittsdruckes reduziert. Die resultierende Verbesserung
des polytropen Verdichterwirkungsgrades beträgt 0,012 % ∆η p . Etwa zwei Drittel dieser Änderungen
sind der Gehäusekonturierung zuzuschreiben, der Beitrag der Nabe war dementsprechend
geringer. Schließlich ist noch die vernachlässigbar geringe Interaktion zwischen Nabenund
Gehäusekonturierung festzuhalten. Die durch die Konturierung einer Endwand bewirkten
Drall- und Verluständerungen sind weitgehend unabhängig vom Vorhandensein einer Konturierung
am jeweils anderen Schaufelende. Dies ist ein Unterschied zum Rotor und auch zu den
Resultaten von Reising, bei dem die hier beobachtete Unabhängigkeit zwischen den Naben- und
Gehäusebereichen des Stators nicht gegeben war [86].
Ein Vergleich der Gehäusegeometrien von Referenz und konturierter Variante ist in Abb. 12.2
gezeigt. Wie schon beim Rotor sind die Amplituden des nicht-achsensymmetrischen Konturie-
66 12. Statoren