Das Aufplatzen von Radialspaltwirbeln in periodisch instationären Strömungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Peitsch
• Fachliche Zuordnung: Strömungs- und Kolbenmaschinen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270429060

Ziel des beantragten Projekts ist es, einen Beitrag zum Verständnis über Rotor-Stator-Interaktionen in Axialverdichtern zu leisten. Im Fokus steht dabei der Einfluss periodischer Geschwindigkeitsdefekte in der Anströmung auf das Aufplatzen des Radialspaltwirbels in hochbelasteten Verdichtergittern.Das Fachgebiet für Luftfahrtantriebe der TU Berlin betreibt einen Ringgitterwindkanal, mit dem die Entwicklung des Radialspaltwirbels sowie das Aufplatzen desselben in einer Verdichter-Statorkaskade untersucht werden. Der modulare Charakter des Versuchsstandes erlaubt u.a. den optionalen Einbau eines Nachlaufdellen¬generators, welcher stromauf des Messgitters positioniert wird. Auf diese Weise kann im Rahmen dieses Forschungsprojektes das Aufplatzen des Radialspaltwirbels am Verdichter-Stator unter stationären und instationären Anströmbedingungen verglichen werden. Im Detail kann daraus abgeleitet werden, in welchem Maße sich die Nachlaufdellen des vorgeschalteten Nachlaufdellengenerators auf den Betriebsbereich und die Effizienz der Verdichterkaskade auswirken. Dabei steht die Detektion eines verzögerten oder forcierten Wirbelaufplatzens im Vordergrund. Es wird geklärt, ob und in welchem Maß die mit dem Wirbelaufplatzen einhergehenden Instabilitäten durch die umlaufenden Nachlaufdellen angefacht bzw. gedämpft werden. Durch die Variation der Parameter des Rotors werden darüber hinaus Ergebnisse erwartet, die den Einfluss der Nachlaufdellenfrequenz auf die Verblockung der Schaufelpassage und den erreichbaren Druckaufbau darlegen. Zur Charakterisierung der instationären Sekundärströmungen kommen Stereo-Particle-Image-Velocimetry (Stereo-PIV) und piezoresistive Druckaufnehmer zum Einsatz. Die Auswirkungen der Geschwindigkeitsdefekte auf den Druckaufbau und die entstehenden Verluste werden mit Hitzdrahtanemometrie und pneumatischer Messtechnik in Form von Fünflochsonden untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen