Zusammenfassung
Um die in Investition und Wartung besonders wirtschaftliche Regelung durch Leitschaufelverstellung in ihrer Effektivität der kapitalintensiven Regelung durch Laufschaufelverstellung gleichzustellen, müssen neue Vor- und Nachleiträder entwickelt werden, mit deren Hilfe sich höhere Teil-und Überlastwirkungsgrade bei drallgeregelten Axialmaschinen (Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren) erzielen lassen. Die im letzten und im vorliegenden Heft (Teil I bzw. Teil II) abgedruckte Arbeit beschreibt theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung neuer Vor-und Nachleitrad-Gitter aus optimierten Profilen, die gegenüber herkömmlichen Leitrad-Gittern aus konventionellen Profilen extrem erweiterte Arbeitsbereiche besitzen. Auf theoretischem Gebiet werden zwei direkte Entwurfsverfahren vorgestellt, mit deren Hilfe sich vor-bzw. Nachleitrad-Gitter aus speziellen Profilen erzeugen und hinsichtlich eines maximalen Arbeitsbereichs minimaler Verlustbeiwerte optimieren lassen. Im Fall des Vorleitrades handelt es sich um ungestaffelte Gitter aus Profilen mit mechanischen Klappen im Austrittsbereich, im Fall des Nachleitrades um Einzelgitter aus feststehenden Profilen, die durch zusätzliche, verstellbare Vorschaufeln zu Tandemgittern variabler Geometrie erweitert werden können. Auf experimentellem Gebiet werden die Meßergebnisse für die neu entworfenen Vor- und Nachleitrad-Gitter mitgeteilt. Diese Ergebnisse werden den entsprechenden Ergebnissen konventioneller Vergleichs-Gitter gegenübergestellt. Das wichtigste Resultat dieser Untersuchungen besteht darin, daß sich der nutzbare Arbeitsbereich der konventionellen Leitrad-Gitter durch den Einsatz der neuen Gitter im Fall des Vorleitrades auf 260% und im Fall des Nachleitrades auf 150% (bei Anwendung des optimierten Einzelgitters) bzw. auf 250% (bei Anwendung des optimierten Tandemgitters) ausweiten läßt. Die Arbeit erscheint in zwei Teilen. Teil I behandelt die Vorleitrad-Gitter, Teil II die Nachleitrad-Gitter.
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Literatur
Holzhüter, E.: Der erreichbare Wirkungsgrad von Strömungsmaschinen mit verstellbarem Vorleitrad am Beispiel einer Axialstufe. Dissertation Universität Karlsruhe, 1984.
Stark, U. undBöhle, M.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen an ungestaffelten Gittern aus Profilen mit mechanischen Klappen. Forsch. Ing.-Wes. 56 (1990) Nr. 6, S. 169–182.
Bross, S. andStark, U.: Theoretically and experimentally determined blade-surface pressure-distributions for two inlet cascades of different design. Handbook INTERFLUID, 1st International Congress on Fluid Handling Systems, Essen 1990, S. 155–162.
Radke, M.: Strömungsmechanische Untersuchung des Einflusses von Vorleiträdern variabler Geometrie auf das Betriebsverhalten axialer Kreiselpumpen. Dissertation Technische Universität Berlin, 1992.
Hüttenrauch, J.: Vordrallverstellung an Turbomaschinen. Dissertation Technische Universität Dresden, 1984.
Zahmin, L.; Zhaosen, H. andFensheng, Z.: Experimental Investigation of Variable Camber Inlet Guide Vanes. 1st Int. Symp. on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows. Beijing, China, 1990.
Sieverding, C.: Experimental Data for Tandem Cascade in the High Subsonic Region. Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Internal Note 15, 1966.
Giesing, J.P.: Potential Flow about Two-Dimensional-Airfoils. Part I and II. Report No. LB31946, Douglas Aircraft Company Inc., 1965.
Stratford, B.S.: The Prediction of Separation of the Laminar Boundary Layer. ARC R.&M. No. 3002, 1954.
Stratford, B.S.: The Prediction of Separation of the Turbulent Boundary Layer. J. Fluid Mechanics 5 (1959) S. 1–16.
Jacob, H.G.: Rechnergestützte Optimierung statischer und dynamischer Systeme. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag 1982.
Cebeci, T. andBradshaw, P.: Momentum Transfer in Boundary Layers. McGraw-Hill Book Company 1977, S. 108–112.
Cebeci, T.;Clark, R. W.;Chang, K. C.;Halsey, N. D. andLee, K.: Airfoils with separation and the resulting wakes. J. Fluid Mech. 163 (1986) S. 323–347.
Cebeci, T. andSmith, A.M.O.: Analysis of Turbulent Boundary-Layers. New York: Academic Press 1974.
Smith, L.H.: Angelenkte Schaufel mit Tragflächenprofil insbesondere für Einlaßleitschaufeln von Flugkompressoren. Offenlegungschrift 1815291, 02.07.1970.
Krämer, K.: Über die Wirkung von Stolperdrähten auf den Grenzschichtumschlag. ZFW 9 (1961) Nr. 1, S. 20–27.
Scholz, N.: Über die Durchführung systematischer Messungen am ebenen Schaufelgitter. ZFW 4 (1956) Nr. 10, S. 313–335.
Starke, J.: Der Einfluß des axialen Stromdichteverhältnisses auf die aerodynamischen Beiwerte ebener Schaufelgitter. Dissertation TU Braunschweig, 1979. Trans. ASME, J. Eng. for Power 103 (1981) Nr. 1, S. 210–219.
Starke, J.: Eichung einer modifizierten Conrad-Sonde und einer Grenzschichtsonde für die Gitterwindkanäle des Instituts für Strömungsmechanik d. TU Braunschweig. Bericht Nr. 78/3 d. Instituts für Strömungsmechanik der TU Braunschweig (1978).
Gotthardt, H.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen chungen anebenen Tubinengittern mit Pfeilung und V-Stellung. Dissertation TU Braunschweig, 1983.
Bohm, D. undSimon, H.: Mehrparametrige Approximation der Eichräume und Eichflächen von Unterschallbzw. Überschall-5-Loch-Sonden. ATM 42 (1975) Nr. 3.
Bross, S. undStark, U.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung eines Vorleitrad-Gitters aus Profilen mit verstellbaren Klappen im Austrittsbereich. Bericht Nr. 91/5 d. Instituts für Strömungsmechanik der TU Braunschweig (1991).
Bradshaw, P. andWong, F.Y.F.: The reattachment and relaxation of a turbulent shear layer. J. Fluid Mech. 52 (1972) S. 133–135.
Schofield, W.H. andLogan, E.: Turbulent shear flow over surface mounted obstacles. J. Fluid Eng. 122 (1990) S. 376 ff.
Thibert, J.J.: One Point and Multi-Point Design Optimisation for Airplane and Helicopter Application. AGRAD-R-780 (1990).
Thwaites, B.: Approximate Calculation of the Laminar Boundary Layer. Aeronaut. Quart. 1 (1949) Nr. 9.
Head, M.R. andPatel, V.C.: Improved Entrainment Method for Calculating Turbulent boundary Layer Development. ARC R.&M. No. 3643, 1970.
Dhawan, S. andNarasimha, R.: On the Distribution of Intermittency in the Transition Region of a Boundary Layer. J. Fluid Mech. 24 (1957) Nr. 9, S. 711–712.
Roberts, W.B.: The Effect of Reynolds Number and Laminar Separation on Axial Cascade Performance. ASME Paper 74-GT-68.
Lieblein, S. andRoudebush, W.H.: Theoretical Loss Relation for Low-Speed Twodimensional-Cascade Flow. NACA TN 3662, 1956.
Lieblein, S.: Aerodynamic Design of Axial-Flow Compressors. NASA SP-36 (1965), S. 183 ff.
Bross, S. undStark, U.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung eines Nachleitrad-Gitters mit vergrößertem Arbeitsbereich. Bericht Nr. 92/6 d. Instituts für Strömungsmechanik der TU Braunschweig (1992).
Bross, S. undStark, U.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung eines Nachleitrad-Tandemgitters mit verstellbaren Profilen in der ersten und feststehenden Profilen in der zweiten Gitterreihe. Bericht Nr. 93/5 d. Instituts für Strömungsmechanik der TU Braunschweig (1993).
Bross, S.: Entwicklung neuer Schaufelgitter aus Profilen variabler Geometrie zum Einsatz in Leiträdern drallgeregelter Turbomaschinen.—Dissertations ausführliche Fassung—Bericht Nr. 93/9 d. Instituts für Strömungs-mechanik der TU Braunschweig (1993).
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Bross, S., Stark, U. Entwicklung neuer Schaufelgitter aus Profilen variabler Geometrie zum Einsatz in Leiträdern drallgeregelter Turbomaschinen—Teil II. Forsch Ing-Wes 60, 133–153 (1994). https://doi.org/10.1007/BF02600894
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF02600894