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Untersuchungen zum Einfluss von Gehäusestrukturierungen auf die Stabilität und die Leistungsdaten eines transsonischen Axialverdichters
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Müller, Martin |
| Copyright Year | 2011 |
| Abstract | Der Verdichter stellt die aus aerodynamischer Sicht stabilitatskritischste Komponente eines Triebwerks dar. Sein Versagen kann eine schwere Schadigung oder sogar den Ausfall des gesamten Triebwerks hervorrufen. Um eine ausreichende Betriebssicherheit zu gewahrleisten, muss die Arbeitslinie daher so festgelegt werden, dass unter Berucksichtigung aller Betriebszustande ein ausreichender Abstand zur Stabilitatsgrenze vorhanden ist. Die limitierenden Stromungsphanomene treten insbesondere in hochbelasteten, transsonischen Verdichtern oft an der Rotor-Blattspitze auf. Gelange es, den Betriebsbereich des Verdichters hin zu niedrigeren Massenstromen zu erweitern, konnte durch Verlagerung der Arbeitslinie bei groserer Sicherheitsreserve ein hoheres Druckverhaltnis mit erhohter Effizienz erreicht werden. Hierfur eigenen sich Gehausestrukturierungen, die eine gezielte Beeinflussung der Stromung im kritischen Blattspitzenbereich erlauben. Da es sich um eine passive Masnahme handelt, sind die stabilitatsfordernden Mechanismen nur durch Druckkrafte des Stromungsfeldes getrieben. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist, einen moglichst umfassenden Uberblick uber die Auswirkungen von Gehausestrukturierungen auf die Stabilitat und die Leistungsdaten einer transsonischen Verdichterstufe zu geben. Die vorgestellten Ergebnisse stammen aus experimentellen Untersuchungen mit Umfangsnuten als Gehausestrukturierung. Die Leistungsdaten werden den Referenzmessungen mit glattem Gehause gegenubergestellt. Hochauflosende Messverfahren erlauben die detaillierte Diskussion der Versagensmechanismen beider Konfigurationen. Es zeigt sich, dass die Spaltwirbel-Stos-Interaktion einen entscheidenden Einfluss auf die Blockageentstehung an der Blattspitze hat. Die Konfiguration mit Umfangsnuten zeigt einen deutlichen Zugewinn an stabilem Arbeitsbereich, die stabilitatskritischen Mechanismen treten aber weiterhin an der Blattspitze auf. Weitere Untersuchungen zeigen die positiven Auswirkungen eines Rotor-Neuentwurfs mit Vorwartspfeilung sowie die veranderte Charakteristik der Stufe mit einer nicht-achsensymmetrischen Gehausestrukturierung. Die Ergebnisse werden jeweils mit der Basiskonfiguration aus dem ersten Teil verglichen und dienen der Potentialabschatzung. Parametervariationen beider Gehausestrukturierungen zeigen den Einfluss der geometrischen Gestaltung sowie deren Vorteile und Grenzen der Nutzbarkeit. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/2783/1/DissMartinMueller.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
