Saathoff, H: Aktive Strömungsbeeinflussung in Axialverdichte

Die vorliegende Arbeit berichtet über experimentelle und numerische Untersuchungen zur aktiven Strömungsbeeinflussung in Axialverdichtern durch den Einsatz von Einblasung. Die genannte aktive Maßnahme stellt eine Möglichkeit dar, den Anforderungen an moderne Triebwerksverdichter - die Größe und das Gewicht der Maschinen zu reduzieren mit der Folge einer sehr hohen aerodynamischen Belastung der zugehörigen Beschaufelungen - gerecht zu werden.Betrachtet wurde zum einen die Einblasung in Rotoren einstufiger Axialverdichter mit dem Ziel einer Erweiterung des Arbeitsbereichs. Ist ein Ausbruch von Spalt- und Spaltwirbelströmungen vor die Beschaufelung des Rotors für den Übergang in den Rotating Stall verantwortlich, so kann mit Hilfe einer diskreten gehäusebündigen Einblasung diese Form des Strömungsabrisses zu kleineren Lieferzahlen hinausgezögert werden. Bereits ein vergleichsweise kleiner Strahlimpuls führt zu einer merklichen Verschiebung des Strömungsabrisses. Je größer der eingesetzte Impuls gewählt wird, desto deutlicher fällt die zugehörige Arbeitsbereichserweiterung aus. Ein immer höherer Energieeintrag in die Strömung führt gleichzeitig aber zu einem zunehmenden Rückgang des Wirkungsgrads.Zum anderen erfolgten Untersuchungen an Statoren mit Einblasung zur Erhöhung der aerodynamischen Belastung. In einem ersten Fall wurde auf Basis einer experimentell und numerisch untersuchten Konfiguration für ein hoch umlenkendes ebenes Statorgitter eine seitenwandbündige Einblasung im Bereich der Saugspitze in einer numerischen Strömungssimulation betrachtet. Im zweiten Fall erfolgte die Analyse zweidimensionaler numerischer Strömungssimulationen für ein Gitter aus Profilen mit Zirkulationskontrolle durch Ausblasung über die runde Hinterkante. Für beide Fälle konnte ein Potential für den Einsatz