Kombination von Radial- und Seitenkanalstufen für Turboverdichter

Zusammenfassung

 In Radial- und Seitenkanalverdichtern treten am Laufradaustritt und in den Leiteinrichtungen instationäre Gasdruckschwingungen auf, die vom Schaufelgitter des Laufrades erzeugt werden und die über die Grenzen von Saug- und Druckstutzen hinauswirken. Wird eine Radialstufe mit einer Seitenkanalstufe gekoppelt, dann wirken die instationären Gasdruckschwingungen der Seitenkanalstufe in die Radialstufe hinein und beeinflussen die Strömung und den Kennlinienverlauf. Dadurch kann das instabile Verhalten und die Pumpgrenze im Teillastbereich von Radialverdichterstufen durch nach- oder vorgeschaltete Seitenkanalverdichterstufen in den weiteren Teillastbereich verschoben oder vollständig unterdrückt werden. Somit kann der zulässige Betriebsbereich von kombinierten Verdichterstufen gegenüber der Radialverdichterstufe erweitert werden. Die Verschiebung der Pumpgrenze der Radialverdichterstufe und die Dämpfung der Gasdruckschwingungen infolge Rotating Stall in der Radialverdichterstufe durch die instationäre Gasdruckschwingung in der Seitenkanalverdichterstufe werden experimentell nachgewiesen. Als Kriterium für Rotating Stall in Radialverdichterstufen kann auch das Verhältnis des Effektivwertes der Gasdruckschwingung zur Totaldruckerhöhung in der Radialverdichterstufe herangezogen werden.

Abstract

 Unsteady gas pressure oscillations occur at impeller outlet and diffuser of radial and side channel compressors, engendered by the blades grid of the impeller. They have effect beyond the limits of inlet and outlet. If a radial stage is coupled to a side channel stage, then the unsteady gas pressure oscillations of the side channel stage have an effect inside the radial stage affecting flow and characteristic curve. Because of that, the radial stages unstable characteristics and the limit of rotating stall can be moved to lower volume flows or completely suppressed by connecting a side channel stage before or behind it. Therefore the permissible range of operation of combined compressor stages can be extended compared with a radial compressor stage. Moving the limit of rotating stall of the radial compressor stage and lower the gas pressure oscillations caused by Rotating Stall as a result of the side channel stages unsteady gas pressure oscillations will be proved experimental. As a criterion for Rotating Stall in radial compressor stages also the proportion between RMS of gas pressure oscillations and the total pressure increase in the radial compressor stage can be used.