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Design of a Transonic High Flow Coefficient Centrifugal Compressor by Using Advanced Design Methods

Wittrock, David und Reutter, Oliver und Schmidt, Thomas und Klausmann, Jan und Nicke, Eberhard (2018) Design of a Transonic High Flow Coefficient Centrifugal Compressor by Using Advanced Design Methods. In: Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference. Proceedings of ASME Turbo Expo 2018: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, 11-15 June 2018, Oslo, Norway. doi: 10.1115/GT2018-75024.

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Kurzfassung

A high flow coefficient centrifugal compressor was designed in a joint cooperation of DLR and MAN Diesel & Turbo SE Berlin. The main goal of this work is to increase the flow coefficient in the aerodynamic design point by 20% in comparison to the reference design. Besides a significant increase in flow coefficient, isentropic efficiency should be at least equal to the reference design. Design methods of the last decades are not able to reach a high flow coefficient without a reasonable compromise in efficiency. Furthermore, common design methods introduce splitter blades to gain a higher flow coefficient. Usually splitter blades lead to structural mechanical issues by introducing different eigenfrequencies. Reference impeller and vaned diffuser as well as the main design goals and constraints are provided by MAN Diesel & Turbo SE Berlin. DLR performed the design studies using their in-house design suite including TRACE as the CFD solver, PERMAS as the CSM program and AutoOpti for the multiobjective optimization tool. In preliminary design investigations it was found that a reduction of blade and vane number is necessary to avoid diffuser choking at high flow coefficients. Finally, a favorable geometry is chosen for a future test rig configuration at MAN Diesel & Turbo SE Berlin. The new design works totally in transonic conditions. The selected design fulfills all aerodynamic and structural mechanical design goals.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/120635/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Design of a Transonic High Flow Coefficient Centrifugal Compressor by Using Advanced Design Methods
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wittrock, DavidDavid.Wittrock (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reutter, OliverOliver.Reutter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2080-7691NICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, ThomasThomas.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klausmann, Janjan.klausmann (at) man.euNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nicke, EberhardEberhard.Nicke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2018
Erschienen in:Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1115/GT2018-75024
Status:veröffentlicht
Stichwörter:centrifugal compressor, radial turbomachinery aerodynamics, high flow coefficient, multidisciplinary design optimization, vaned diffuser
Veranstaltungstitel:Proceedings of ASME Turbo Expo 2018: Turbomachinery Technical Conference and Exposition
Veranstaltungsort:Oslo, Norway
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:11-15 June 2018
Veranstalter :ASME International Gas Turbine Institute
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:E - keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - keine Zuordnung
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Fan- und Verdichter
Hinterlegt von: Wittrock, David
Hinterlegt am:29 Jun 2018 09:04
Letzte Änderung:20 Jul 2023 15:32

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