Mehrstufige Gehäusestrukturierungen in einem 2.5-stufigen Axialverdichter

Betreuer: Dipl.-Ing. Tobias Kröckel

Zielsetzung

Eine passive Methode zu Erweiterung des Betriebsbereichs von Axialverdichtern ist der Einsatz von Gehäusestrukturen im Bereich des Laufrads. Diese Gehäusestrukturen oder Casing Treatments (CTs) sind bereits sein vielen Jahren Kern zahlreicher Untersuchungen. Hierbei wurden in der Regel einfache Strukturen über nur einem der vorderen Laufräder des Verdichters angebracht die die Betriebscharakteristik des Verdichters besonders bei niedrigen Drehzahlen beeinflussen konnten. In der aktuellen Forschung soll im Rahmen des NEWAC Forschungsprojekts gezeigt werden, welchen Einfluss Gehäusestrukturierungen über mehreren Laufrädern auf das Betriebsverhalten von Hochdruckverdichtern bei hohen Drehzahlen haben.

Vorgehensweise

Es wird zunächst eine Referenzkonfiguration ohne Gehäusestrukturen im Verdichter vermessen. Als zweite Konfiguration wird über jedem Laufrad eine speziell angepasste Gehäusestruktur eingesetzt. Beide Konfigurationen werden mit mehreren Messmethoden intensiv untersucht. Besonderer Augenmerk wird dabei auf die Bestimmung der Leistungsparameter (Massenstrom, Druckerhöhung, Wirkungsgrad, …) gelegt. Um außerdem genaue Aussagen über die Strömungsphänomene im Verdichter machen zu können, werden Messungen mit speziellen stationären und instationären  Sonden vor und hinter jeder Schaufelreihe durchgeführt. Im Bereich der Gehäusewand über den Rotoren werden statische Drücke stationär und instationär gemessen. Um Bestimmte Phänomene die im instabilen Betriebsbereich des Verdichters auftreten Analysieren zu können, werden mehrere hochauflösende instationäre Druckaufnehmer im Gehäuse über jedem Laufrad eingesetzt.

Projektpartner

Das Projekt wird im Rahmen des europäischen Forschungsvorhabens gefördert und in Kooperation mit der MTU Aero Engines GmbH  durchgeführt.