Experimentelle Untersuchung des instationären Grenzschichtverhaltens auf den Schaufeln eines Niedergeschwindigkeits-Axialverdichters
R. Mailach, K. Vogeler
Die Grenzschicht auf den Schaufeloberflächen von Turbomaschinen beeinflusst wesentlich die Verlustproduktion der Maschine und den Wärmeübergang zwischen Schaufeloberfläche und Fluid. Aus diesem Grund spielt die Kenntnis der Grenzschichtentwicklung eine entscheidende Rolle bei der Auslegung von Turbomaschinen.
Die Grenzschicht auf Turbomaschinenschaufeln wird wesentlich durch die Nachläufe stromauf angeordneter Schaufelreihen mitbeeinflusst. Dadurch bildet sich ein komplexes Grenzschichtverhalten auf den Schaufeln von Turbomaschinen aus.
In diesem Beitrag werden experimentelle Untersuchungen der instationären Grenzschicht auf den Leitschaufeln der 1. Stufe des vierstufigen Niedergeschwindigkeits-Axialverdichters der TU Dresden mittels Oberflächenheißfilmen beschrieben. Es wurden Untersuchungen im Mittelschnitt sowie in den Randschnitten nahe Nabe und Gehäuse auf der Saugseite der Schaufeln durchgeführt. Besonderes Augenmerk wird auf die Analyse der zeitaufgelösten Struktur des Strömungsfelds stromauf der Leitschaufeln und deren Einfluss auf die Schaufelgrenzschicht gelegt. Als Ergebnis dieser Betrachtungen erfolgt eine verbesserte Beschreibung der komplexen Grenzschichtstruktur auf den Verdichterschaufeln. Es wird eine Erklärung für das Auftreten so genannter "beruhigter" Zonen in der Grenzschicht gegeben, die mit dem Passieren der Nachläufe auf den Schaufeloberflächen verbunden sind.
Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress, Stuttgart, 23.-26. September 2002