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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Das Teilporjekt wurde von 2012 bis 2016 gefördert.

B02: Beeinflussung der instationären Rotor-Stator-Wechselwirkung durch adaptive Schaufelsysteme bei periodischer Androsselung

TP-Leiter:
Prof. P.-U. Thamsen ()
Dr. R. Meyer ()
Prof. R. Liebich ()

WM: Steffen Hammer, M.Sc. ()
Tel.  (030) 314-21477

Zusammenfassung

Der Schwerpunkt des Teilprojekts ist die gezielte Beeinflussung der instationären Strömungsvorgänge zwischen dem Rotor- und Statorgitter eines Verdichters über adaptive Schaufelgeometrien zur Be­herrschung der Strömungseffekte unter stark fluktuierenden Randbedingungen. Dabei werden die Schaufeln mit regelbaren Klapp- und Wölbmechanismen modifiziert und deren Auswirkung auf die Strömungsfelder untersucht. Dabei ist die gezielte Einflussnahme auf die Strömung eine wichtige Voraussetzung für einen stabilen und effizienten Verdichterbetrieb, insbesondere im Zusammenhang mit der geplanten, druckerhöhenden, pulsierenden Verbrennung.

Adaptive Schaufelsysteme

Adaptive Schaufelsysteme
Lupe

Zur aktiven Beeinflussung der Anströmwinkeländerung des Stators werden vier adaptive Schaufelsysteme untersucht. Diese Schaufelsysteme verstellen die Statorschaufeln, damit diese unter der Fehlanströmung möglichst ideal arbeiten. 

Es werden die schwenkbare Schaufel, die Schaufel mit beweglicher Vorderkante, die Schaufel mit Gurney Klappe und die Schaufel mit Piezoaktorik zur Beeinflussung der Fehlanströmung genutzt.

Versuchsstand

Prüfstand am Fachgebiet Fluidsystemdynamik – 1. Tank 2. Unterwassermotorpumpe 3. Absperrklappen 4. MID 5. beschaufelte Segmentkrümmer 6. 19 Rohr- Rohrbündelgleichrichter 7. Querschnittsänderung von rund auf rechteckig 8. Messstrecke 9. Kompensator
Lupe

Die experimentellen Untersuchungen finden in einem Wasserkanal mit einer 2D Messstrecke statt.

 

Daten des Versuchsstandes
Kanal:
Pumpe
Flowserve S284 1 stufig
Fördermenge
500-1600 m3/h
Förderhöhe
0,5 - 4,6 m
Antrieb
Flowserve M8-710-2
Frequenz
10-32 Hz
Wasservolumen
8 m3
Länge
10000mm
Tiefe
1200mm
Höhe
4500mm
Messstreckenhöhe
2000mm
Messstrecke:

Höhe
456mm
Breite
300mm
min. Geschwindigkeit
1,0 m/s
max. Geschwindigkeit
3,2 m/s

Numerische Ergebnisse

Lupe

Numerische Untersuchungen mittels MISES zeigen, dass eine Neigung der Schaufelvorderkante (0<x/l<0,33) um 2° zu einer Erweiterung des Arbeitsbereiches von 5° führt.

Publikationen

Thamsen, P.U.; Hammer, S.; Peter, J.; Stiller, V.: Gurney Flaps on Axial Pumps. 11th European Turbomachinery Conference (ETC). Madrid. 23.-27.März, 2015.

Hammer, S.; Peter, J.; Thamsen, P.U.; Meyer, R.; Phan, D.T.; Liebich,R.: Adaptive Blade Systems for Increased Operating Range of a Turbomachine. Proceedings of the ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2015. Seoul. July 2015.

Phan, D.T.; Liebich, R;. Werder, T. und Meyer, R.: Active flow control by adaptive blades using piezoelectric actuators – a concept study. International Journal of Flow Control, zur Veröffentlichung angenommen.

Hammer, S.; Phan, D.T.; Peter, J.; Werder, T.; Meyer, R.; Liebich, R.; Thamsen, P.U.: Active flow control by adaptive blade systems in periodic unsteady

Zusatzinformationen / Extras

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Sprecher

Prof. Dr.-Ing. Rudibert King

Sekretariat
Steffi Stehr
Sekr. ER 2-1
Raum 107
Hardenbergstr. 36a
10623 Berlin
Tel: 314 23110