Gehäusestrukturierungen für transsonische Verdichter

Kurzfassung

Mit numerischen Optimierungsstudien wurde untersucht, ob bei der Auslegung eines neuen Verdichters, unter Einhaltung der geforderten Kennfeldbreite, mit Gehäusestrukturierungen (Casing Treatments, CTs) ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann, als ohne. Axial-CT-, Umfangsnuten-, Rotor- und Gehäusekonturoptimierungen unter Einsatz zeitgenauer CFD und hoher Auflösung der Stabilitätsgrenze wurden für die Frontstufe des DLR-Rig 250 durchgeführt. Prinzipiell lassen sich mit CTs deutliche Erweiterungen des Stabilitätsbereichs erzielen, die darüber hinausgehen, was durch eine Optimierung des Rotors erreichbar ist. Soll primär der Wirkungsgrad einer Stufe verbessert werden, ist eine Rotoroptimierung ohne CT einem Konzept mit CT vorzuziehen. Für die Neuauslegung eines Verdichters kann eine Option mit CT in Betracht gezogen werden, wenn die stabilitätserweiternde Wirkung des CTs eine bestimmte Auslegung erst ermöglicht.