Tip-clearance and other three-dimensional effects in axial flow fans

Zusammenfassung

Es wird die an einem Axialventilator durchgeführte Untersuchung der Auswirkung des Schaufelspaltes auf Laufradströmung und Leistung beschrieben. Das Laufrad, mit einem Durchmesser von 305 mm, war für ausgeprägt dreidimensionale Strömung entworfen. Die in solchen Fällen bestehenden Einschränkungen der Gültigkeit von zweidimensionalen Berechnungsunterlagen aus Windkanalversuchen werden besprochen.

Es zeigte sich, dass die radial nach aussen gerichtete Querströmung durch Zentrifugalwirkung und die nach innen gerichtete Querströmung durch Vergrösserung des Spaltspieles hervorgerufen wird. Vergrösserung der Spaltweite beeinflusst die Strömungsverhältnisse nicht nur in der Nähe der Schaufelspitze, sondern über die ganze radiale Erstreckung der Schaufel. Dadurch wird die Druckziffer verkleinert, und die Abreissbedingungen verändern sich.

Unter diesen Verhältnissen ist es wesentlich, die Änderung der Axialgeschwindigkeit im Laufrad korrekt in Rechnung zu setzen. Der wesentlichste Parameter scheint die Grössec _2m /u zu sein. Dabei zeichnet sich bei gleichen Eintrittsverhältnissen, aber stark verschiedenen Querströmungen ein eindeutiger Zusammenhang zwischenc _2u /c _2m undc _2m /u für beliebige Schaufelgeometrien ab. Es mag daher von Vorteil sein, den aus Messungen am zweidimensionalen Windkanal erhaltenen Unterlagen in dieser Form den Vorzug vor den üblichen Einzelflügel- und Gitterparametern zu geben, die durch Querströmung merklich beeinflusst werden.