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1.0%
η p
1.05
1
Ohne CT
Mit CT
Π / Π Ref
0.95
0.9
0.85
0.8
MF Ein / MF Ein,Ref
100%
95%
80%
0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05
Abbildung 15.3.: Experimentell bestimmtes Kennfeld mit und ohne Gehäusestrukturierung
des letzten stabilen Betriebspunktes der Variante ohne CT wurde mit Gehäusestrukturierung
ein höherer Wirkungsgrad erreicht. Eine Verschiebung der Pumpgrenze hin zu niedrigeren
Durchsätzen und höheren Totaldruckverhältnissen war bei allen Drehzahllinien mit Umfangsnut
zu beobachten. Bei 100 % der Auslegungsdrehzahl wurde der Pumpgrenzabstand relativ
zum Wirkungsgradmaximum ohne CT von 12,8 % auf 16,1 % vergrößert. Die relative Erweiterung
des stabilen Arbeitsbereiches betrug also etwa 26 %, was geringer ist als der aus den
CFD-Ergebnissen ermittelte Wert. Die Differenz der Pumpgrenzabstände mit und ohne Gehäusestrukturierung
lag mit 3,3 % jedoch in ähnlicher Höhe wie in der numerischen Untersuchung.
Insgesamt kann ausgesagt werden, dass eine starke qualitative Ähnlichkeit zwischen den experimentellen
Ergebnissen und denen der Simulationen vorhanden war. Die Änderung in der Form
der Charakteristiken, die Größenordnung der Pumpgrenzerweiterung und der Einfluss auf den
Wirkungsgrad wurden vom Modell korrekt abgebildet.
Abschließend soll noch einmal auf die Pumpgrenzerweiterung bei 80 % relativer Drehzahl hingewiesen
werden. Da es sich hier um einen subsonischen Betriebspunkt handelte, konnte der
für die Auslegungsdrehzahl identifizierte Stoß-Wirbel-Instabilitätsmechanismus nicht wirksam
werden. Trotzdem wurde eine Verbesserung durch die Umfangsnut bewirkt. Die genaue Untersuchung
des hier vorliegenden Wirkmechanismus ist nicht Teil dieser Arbeit und wird als
Gegenstand weiterführender Studien empfohlen. Das Ergebnis bestätigt allerdings die Aussage
von Hathaway, laut der eine bei einer bestimmten Drehzahl erfolgreiche Gehäusestrukturierung
in der Regel auch bei anderen Drehzahlen wirkt [99].
15.2. Vergleich mit experimentellen Ergebnissen 87