Analyse des Entstehungsmechanismus von Drehtönen bei gehäuselosen Radialventilatoren:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2009
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 7, Strömungstechnik ; 496 |
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| adam_text | Titel: Analyse des Entstehungsmechanismus von Drehtönen bei gehäuselosen Radialventilatoren
Autor: Wolfram, Daniel
Jahr: 2009
Inhaltsverzeichnis
Nomenklatur............................................................................................................................VII
Kurzfassung.............................................................................................................................XII
1. Einleitung.......................................................................„..............„...„.„„„„„„..„„...„„„„„ 1
1.1 Motivation........................................................................................................................1
1.1.1 Schallentstehungsmechanismen bei Ventilatoren.....................................................1
1.1.2 Problemstellung.........................................................................................................8
1.2 Zielsetzung und Abgrenzung der eigenen Arbeit...........................................................10
1.3 Aufbau der Arbeit...........................................................................................................10
2. Grundlegende experimentelle und numerische Werkzeuge______________.............. 12
2.1 Versuchsventilatoren......................................................................................................12
2.2 Versuchseinrichtungen und Messtechnik.......................................................................14
2.2.1 Versuchsstand zur Luftleistungsmessung...............................................................14
2.2.2 Messung der eindimensionalen Strömungsgeschwindigkeit am Laufradaustritt.... 14
2.2.3 Messung der dreidimensionalen Strömungsgeschwindigkeit am Laufradaustritt... 15
2.2.4 Messung der eindimensionalen Strömungsgeschwindigkeit am Laufradeintritt.... 16
2.2.5 Versuchsanordnung zur Schallmessung..................................................................17
2.2.6 Messung von Oberflächenwechseldrücken.............................................................18
2.2.7 Messtechnik und Messwerterfassung......................................................................20
2.2.8 Kalibrierung............................................................................................................21
2.3 Numerische Strömungsberechnung................................................................................23
2.4 Auswertung spektraler Größen.......................................................................................25
3 Aerodynamischer und akustischer Istzustand der Versuchsventilatoren__________27
3.1 Aerodynamische Kennlinien..........................................................................................27
3.2 Schallemission und Einflussparameter...........................................................................29
3.2.1 Dimensionsanalyse und dimensionslose Kennzahlen.............................................29
3.2.2 Einfluss von Liefer- und Umfangsmachzahl...........................................................31
3.2.3 Einfluss von Strouhal- und Helmholtzzahl - Spektrale Dekomposition.................37
3.2.4 Instationarität des Drehtons.....................................................................................44
3.2.5 Installationseffekte..................................................................................................45
4 Detaillierte Schallquellenanalyse___________________________________________49
4.1 Experimentelle Detektierung azimuthaler Moden.........................................................49
4.1.1 Hypothese................................................................................................................49
4.1.2 Grundlagen der Modendetektierung - Korrelationsanalyse....................................50
4.1.3 Experimentelle Vorgehensweise.............................................................................53
4.1.4 Ergebnisse...............................................................................................................54
4.2 Experimentelle Lokalisierung der Quellen umfänglicher Moden..................................60
4.2.1 Oberflächenwechseldrücke auf der Laufradschaufel..............................................60
4.2.2 Oberflächenwechseldrücke auf der Bodenplatte.....................................................62
4.2.3 Einfluss von Zwischenschaufeln auf Schallemission und
Oberflächenwechseldrücke..............................................................................................63
4.2.4 Konvektion sekundärer Strömungsstrukturen.........................................................67
4.3 Ergebnisse der numerischen Stromfeldberechnung.......................................................68
4.3.1 Vergleich mit Ergebnissen der dreidimensionalen Geschwindigkeitsmessung......68
4.3.2 Visualisierung umfänglicher Moden................................................................_.....70
VI
4.3.3 Vergleich mit Ergebnissen einer Oberflächenwechseldruckmessung....................76
4.3.4 Vergleich mit Ergebnissen einer experimentellen Stromfeldvisualisierung...........77
5. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen_____...................................._____............. 80
Anhang.................................................................................................................................... 84
A Ergebnisse der Schallmessungen im Istzustand der Ventilatoren....................................84
A.l Einfluss der Lieferzahl auf die Schallemission.........................................................85
A.2 Einfluss der Umfangsmachzahl auf die Schallemission............................................87
A.3 Einfluss von Strouhalzahl und Helmholtzzahl auf die Schallemission - Spektrale
Dekomposition.................................................................................................................90
A.4 Düsenpfeifen.............................................................................................................93
B Dimensionsanalyse...........................................................................................................94
C Messunsicherheit..............................................................................................................99
D Zur Schallabstrahlung infolge stationärer Schaufelkräfte..............................................103
Literaturverzeichnis............................................................................................................ 106
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