Inhalt des Dokuments
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
- © TUB
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
- © TUB
Die experimentellen Untersuchungen finden in einem Wasserkanal mit einer 2D Messstrecke statt.
| 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
- © TUB
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