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Π / Π Ref<br />
1.002<br />
1<br />
Referenz<br />
Mit Konturierung<br />
Π / Π Ref<br />
1.001<br />
1<br />
0.999<br />
Π / Π Ref<br />
1.001<br />
1<br />
0.998<br />
0.998<br />
0.96 0.98 1 1.02 1.04 1.06 1.08 1.1<br />
MF Ein / MF Ein,Ref<br />
0.96 1 1.04 1.08 1.12<br />
MF Ein / MF Ein,Ref<br />
0.999<br />
0.96 1 1.04 1.08 1.12<br />
MF Ein / MF Ein,Ref<br />
(a) Gesamtverdichter<br />
(b) Stufe 1<br />
(c) Stufe 2<br />
Abbildung 12.11.: Charakteristiken bei Auslegungsdrehzahl mit und ohne Konturierung<br />
des nicht-achsensymmetrischen Anteils unterscheiden sich von den bisher behandelten Fällen.<br />
Die Phasenverschiebung im vorderen Drittel der Passage sorgt für eine lokale Verkleinerung<br />
der Querschnittsfläche nahe der Saugseite und eine Vergrößerung nahe der Druckseite. Die damit<br />
einhergehende Verstärkung des statischen Druckgradienten in Umfangsrichtung gibt bereits<br />
einen ersten Hinweis darauf, dass diese Konturierung nicht über eine Reduktion der Querkanalströmung<br />
wirkt. Die Phasenverschiebung ändert sich in axialer Richtung, so dass bei 75 % C ax<br />
die maximale lokale Querschnittsverjüngung in der Passagenmitte liegt. Zusätzlich ist zwischen<br />
50 % und 75 % C ax eine Anhebung des mittleren Nabenradius mit einem Betrag von etwa 2 %<br />
der Schaufelhöhe zu beobachten, was im Vergleich zu den anderen Konturierungen einzigartig<br />
ist. Die durch die Konturierung eingebrachten Krümmungs- und Querschnittsänderungen deuten<br />
auf ein insgesamt erhöhtes Machzahlniveau und eine Verstärkung der Querkanalströmung<br />
im vorderen Bereich der Schaufel hin. Da die übrigen Konturierungen diese Merkmale nicht<br />
aufweisen, ist es wahrscheinlich, dass beim ersten Stator des mehrstufigen Niedergeschwindigkeitsverdichters<br />
ein anderer Mechanismus genutzt wird als in den übrigen Fällen.<br />
Die Kennfeldparameter des gesamten Verdichters bei Auslegungsdrehzahl mit nominalem<br />
und konturiertem Stator sind in Abb. 12.11a gegeben. Totaldruckverhältnis und Eintritts-<br />
Massenstromfunktion wurden auf die Werte der Referenzkonfiguration beim Betrieb auf der<br />
Arbeitslinie bezogen. Die Variante mit konturiertem Stator zeigt relativ zur Referenz eine Steigerung<br />
des polytropen Wirkungsgrades über die gesamte Charakteristik hinweg. Der maximale<br />
Wirkungsgrad wurde um 0,9 % ∆η p erhöht. Außerdem hat die Totaldruck-Charakteristik einen<br />
steileren Verlauf und erreicht ein höheres maximales Druckverhältnis. Der minimale Massenstrom<br />
mit einer konvergierten Lösung hat sich relativ zur Referenz jedoch nicht geändert.<br />
Einige weitere Aspekte des Einflusses, den die Konturierung auf das Strömungsfeld des Verdichters<br />
hat, können den Stufencharakteristiken in Abb. 12.11b und 12.11c entnommen werden.<br />
Der maximale Wirkungsgrad der ersten Stufe stieg im Vergleich zur Referenz um 1,1 % ∆η p .<br />
Dies lässt sich in erster Linie auf eine signifikante Reduktion des Totaldruckverlustkoeffizienten<br />
beim ersten Stator zurückführen. Die durch die Konturierung verursachten Änderungen am<br />
Strömungsfeld des Stators hatten, abgesehen von einer leichten Entdrosselung, keinen wesent-<br />
76 12. Statoren