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η p
0.2%
1.04
1.03
Referenz
Konturierung Rotor + Stator, Rotor-Modifikation
Π / Π Ref
1.02
1.01
1
0.99
0.98
0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02
MF Aus / MF Aus,Ref
Abbildung 12.4.: Kennfeld bei Auslegungsdrehzahl mit und ohne Konturierung
gelegenen Passagenhälfte hin. Da diese Eigenschaften bei allen drei bisher vorgestellten Konturierungen
übereinstimmend auftreten, kann geschlossen werden, dass auch der Mechanismus
der Sekundärströmungskontrolle qualitativ gleich ist. Dies ist insofern bemerkenswert, als dass
es sich um drei Fälle mit deutlichen Unterschieden in Bezug auf das lokale Machzahl- und Diffusionsniveau,
der Referenz-Annulusgeometrie sowie dem Teilungsverhältnis der wandnahen
Schaufelschnitte handelt.
In Abb. 12.4 sind die Verdichterkennlinien bei Auslegungsdrehzahl mit und ohne Konturierung
gezeigt. Die Bilanzierung erfolgt von der Rotor-Eintrittsebene bis zum Stator-Austritt. Um die
Wirkungsgradänderung bei gleichem Drosselgrad besser beurteilen zu können, wurde die Darstellung
über der Austritts-Massenstromfunktion gewählt. Die konturierte Variante beinhaltet
sowohl den konturierten und modifizierten Rotor als auch den an Nabe und Gehäuse konturierten
Stator. Die Wirkungsgradsteigerung nimmt mit höherem Drosselgrad ab. Im Auslegungspunkt,
also bei einer dimensionslosen Massenstromfunktion von 1, werden 0,051 % ∆η p
erreicht. Etwa 80 % dieser Verbesserung können dem Rotor zugeordnet werden. Bezüglich der
numerischen Stabilität können relativ zur Referenz keine Änderungen festgestellt werden. Die
Form und Lage der Druck-Massenstromcharakteristik ändert sich ebenfalls nicht signifikant.
Zusammenfassend lässt sich damit sagen, dass sich durch die Applikation von nicht-achsensymmetrischer
Endwandkonturierung auf den unveränderten Stator des 1,5-stufigen Forschungsverdichters
Änderungen in den wandnahen Bereichen des Strömungsfeldes einstellen, welche
konsistent mit den in Abschnitt 7.1.1 diskutierten Effekten der Endwandgeometrie auf die sta-
68 12. Statoren