Experimentelle Untersuchung der Relativströmung im Laufrad einer Axialverdichterstufe

Die Untersuchung der Relativströmung im Laufrad einer Axial­ verdichterstufe soll einen praxisnahen Beitrag zur Erfassung der durch die Einflüsse eines vor- bzw. nachgeschalteten Leit­ rades sehr komplexen Strömungsvorgänge liefern. Die Strömungs­ fluktuationen aufgrund der Wechselwirkung zwischen stehenden und rotierenden Gittern nehmen Einfluß auf die innere Energie­ umwandlung. auf die Erregung von Schaufelschwingungen. auf Grenzschichtverhalten sowie Ablösevorgänge und - als Folg- auf die Verluste und die Lärmerzeugung. Die Beschreibung der Vorgänge läßt sich aufspalten in eine potential-theoretische Betrachtungsweise und eine mit Berück­ sichtigung der Einflüsse des realen Fluids. Die Einflußgrößen der potential-theoretischen Wechselwirkung relativ zueinander bewegter Schaufelreihen sind zunächst ein­ mal geometrischer Art. Die Profil- und Gittergeometrie sowie die Axialspaltweiten zwischen benachbarten Schaufelreihen be­ einflussen diese Wechselwirkungen wesentlich. Weitere Einfluß­ größen sind die Drehzahl des Rotors und die Kompressibilität des StrömungsfluidS. Theoretische Lösungen zu diesem Problemkreis [9;10;11J wurden bisher überwiegend bei quasistationärer BetraChtung verschie­ dener relativer Positionen der Leit- und Laufschaufelreihen erstellt. Ergebnisse eines Differenzenverfahrens nach Ispas [12J sind im Abschnitt 6.2.1 vorgestellt. In der realen zähigkeitsbehafteten Strömung bilden sich auf­ grund der ProfilgrenzschiChten Nachlaufdellen hinter den Schau­ felaustrittskanten. Im Bereich dieser Nachlaufdellen ergibt sich für nachgeschaltete relativ bewegte Schaufelreihen ein Gebiet der Falschanströmung. Für Verdichter wirkt sich diese periodische Falschanströmung (s. Abb. 26) in einer Erhöhung der Umlenkung durch das FOlgegitter aus.