Experimentelle Untersuchung des Spalteinflusses über dem Keilschaufeldiffusor auf das Betriebsverhalten einer hochbelasteten Radialverdichterstufe

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Reinhard Niehuis
• Subject Area: Hydraulic and Turbo Engines and Piston Engines
• Term: from 2004 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5416026

In allen Anwendungsgebieten von Radialverdichtern, insbesondere aber in der Kälte- und Klimatechnik und der chemischen Industrie, ist der sichere und effiziente Betrieb auch im Teillastbereich eine wichtige Voraussetzung. Zur Anpassung des Verdichters an die Verbraucherkennlinie eignet sich dazu neben einer Drehzahlregelung in besonderer Weise die Leitschaufelverstellung, die im Gegensatz zu einer starren Leitradbeschaufelung eine starke Kennfeldeinschnürung und hohe Verluste außerhalb des Auslegungspunktes vermeidet. Gegenwärtig sind die Auswirkungen der für eine im Betrieb agierende Leitschaufelverstellung notwendigerweise vorzusehenden Axialspalte zwischen der Schaufel und den Diffusorwänden (im Folgenden kurz als Diffusorspalt bezeichnet) nur unzureichend geklärt. Es sollen an einer hochbelasteten, unter realistischen Betriebsbedingungen arbeitende Radialverdichterstufe, dessen beschaufelter Diffusor eine unabhängige Verstellung des Schaufelanstellwinkels und des Radialspaltes gestattet, experimentelle Untersuchungen zum Spalteinfluss durchgeführt werden. Die Auswirkungen des Diffusorspaltes auf die Diffusorströmung, den Druckrückgewinn bzw. -verlust im Diffusor sowie auf das Betriebs- und Verlustverhalten der gesamten Stufe soll durch eine systematische Variation der Einflussparameter Diffusorspalthöhe, Anstellwinkel, Radialspaltweite und Rotordrehzahl untersucht werden. Dazu werden nach der Vermessung der Verdichterkennfelder für ausgesuchte Betriebspunkte Feldmessungen mit Temperatursonden, pneumatischen Sonden sowie einem Laser-2-Fokus-Messverfahren durchgeführt.

• DFG Programme: Research Grants