Einfluss der Schaufelgeometrie auf Strömung und Wirkungsgrad in einer transsonischen Radialverdichterstufe: = Influence of blade geometry on flow and efficiency in a transonic centrifugal compressor stage
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Dr. Hut
2019
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| Ausgabe: | 1. Auflage |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Abstract Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 189 Seiten Illustrationen 21 cm x 14.8 cm, 319 g |
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Inhaltsverzeichnis
Nomenklatur V
1 Einleitung und Aufgabenstellung 1
2 Grundlagen der Strömung in Radialverdichtern 5
2 1 Bilanzierungsebeuen und Kenngrößen 5
2 2 Laufradströmung 8
221 Arbeitsumsetzung 8
222 Reibungsfreie Betrachtung der Laufradströmung 10
223 Reibungsbehaftete Betrachtung der Laufradströmung 13
2 3 Diffusorströmung 16
231 Eindimensionale Betrachtung der Strömung im schaufellosen Diffusor 16
232 Verluste und Instabilitäten 18
2 4 Das Spiralgehäuse 20
241 Auslegung der Spiralgeometrie 21
242 Sekundärströmungsverluste und Auswirkungen auf den Betrieb im Off-
Design 23
2 5 Transsonik 24
251 Störungsausbreitung und Charakteristiken 25
252 Kompressiou und Expansion 27
253 Strömung im Verdichtergitter 30
3 Stand der Technik 33
3 1 Pfeilung 33
3 2 Neigung 36
3 3 Einordnung der Arbeit 39
4 Radialverdichterprüfstand 41
4 1 Aufbau des Prüfstandes 41
4 2 Konstruktion 45
4 3 Auslegung und Geometrie der Verdichterstufe 50
431 Verdichterlaufrad 51
5 Experimentelle Messaufgabe 55
5 1 Messstellenübersicht und Instrumentierung 55
511 Messung integraler Kenngrößen 56
512 Stufeninstrumentierung 57
5 2 Messdatenerfassung 65
521 Messtechnik 65
522 Unsicherheitsbetrachtuug * 67
I
Inhaltsverzeichnis
5 3 Messdatenauswertung 68
531 Berechnung integraler Kenngrößen 68
532 Stufeninstrumentierung 70
5 4 Versuchsdurchführung 70
6 Numerische Methoden 71
6 1 Strömungsmechanische Grundlagen 71
611 Die Erhaltungsgleichungen 71
612 Die RANS-Gleichungen und Modellierung der Turbulenz 72
6 2 Numerisches Lösungsgebiet und Randbedingungen 73
6 3 Mittelung der Strömungsgrößen 75
7 Experimentelle und numerische Untersuchung des Basisdesigns SRV4R 77
7 1 Auswertung und Analyse der Messdaten 77
711 Keunfelder 77
712 Einzelkomponentenbilanzicrung 80
713 Symmetrie der Umfangsdruckverteilung 84
714 Vergleich mit stationären Rechnungen 89
7 2 Betriebsverhalten nahe der Instabilitätsgrenze 92
721 Rezirkulation bei Teillast 93
722 Abtastung der Pumpgrenze 96
7 3 Analyse der Laufradströmung 100
731 Auswertemethodik der zeitaufgclösten Druckinessungen 100
732 Strömung im Laufradeintritt 102
733 Strömung im Laufradaustritt 105
734 Aerodynamik der Laufradabströmung 109
7 4 Analyse der Diffusorströmung 111
8 Vergleich des Basisdesigns SRV4R mit dem numerisch optimierten Design 603 115
8 1 Numerische Optimierung des Laufrades SRV4R 115
811 Randbedingungen, Optimierungsziele und Eigenschaften von Design 603 115
812 Vergleich des integralen Betriebsverhaltens 118
813 Analyse der Verlustproduktion 119
814 Strömung im Laufradeintritt 122
8 2 Analyse der Laufradströmung bei Nenndrehzahl (BP 3) 125
821 Druckfeld im Laufrad 125
822 Integrale Bewertung der Frciformfläche 127
823 Entwicklung von Sekundärströmungeu 132
824 Strömung an der Schaufelspitze 138
8 3 Analyse der Laufradströmung bei Teildrehzahl (BP 6) 140
831 Strömung im Inducer 140
832 Strömung im Exduccr 142
8 4 Nachweis des Optimierungserfolges am Radialverdichterprüfstand 152
9 Zusammenfassung 155
Literaturverzeichnis 159
A Ergänzende Angaben zur eingesetzten Messtechnik 175
II
Inhalts Verzeichnis
B Ergänzende Angaben zum Einfluss des Spiralgehäuses 183
C Definition und Berechnung der Sekundärströmung 187
D Ergänzende Angaben zur Sekundärströmungsentwicklung 189 |
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