VL06: Laufrad und Diffusor

Question 1

Inducer / Splitter Blades

Answer 1

Inducer
- Senkung der Eintrittsverluste in das Laufrad
- Aufwändiger in der Fertigung
- Gefahr von Verblockung am Eintritt wenn bei allen Schauffeln

Splitter Blades:
- “zurück geschnittene” Schaufeln
- zusätzliche Schaufel innerhalb des Kanals erlaubt bessere Strömungsführung im wieteren Verlauf = weniger Verluste

Question 2

Einfluss der Schaufelgeometrie

Answer 2

• Parabolic / Elliptic / Circular
• parabolic = S-Schlag -> Aufwändige Fertigung aber hoher Wirkungsgrad bei kleinen Volumenströmen
• elliptisc: bessere Wirkungsgrad als kreisförmig (bessere Strömungsführung weniger Ablösung)
• circular: schlechterer Wirkungsgrad aber größeren Volumenströmen

Question 3

Problem von Radialverdichtern und Aufgabe des Diffusor

Answer 3

• Problem: Abströmung aus Radialrad sehr komplex und ungleichmäßig, sehr hohe Geschwindigkeitsgradienten in axialer und Umfangsrichtung
• Diffusor: soll die Strömung wieder gleichrichten und weiter verzögern (Druckerhöhung=Effiziensteigerung) obwohl hohe Strömungsverluste wegen kleine Strömungsquerschnitten

Question 4

Typen von Diffusoren

Answer 4

• unbeschaufelter Diffusor -> geometrich einfach, billig, großer Einsatzbereich
• beschaufelter Diffusor: wirkt auf die Strömung -> kontrollierter Druckaufbau, optimaler Wirkungsgrad, starke Interaktion mit Radialrad wegen sehr kleinem radialen Abstand zum Austritt

Question 5

Diffusor als Ringkanal

Answer 5

• axiale Breite b meist konstant mit 0,02 < b/D_2 < 0,12 (D_2=Austrittsdurchmesser)
• Diffusorwirkung ducrh Flächenerweiterung bei größer werdendem Radius
• Potentialwirbelströmung im freien Ringraum -> Umfangskomponente sinkt wenn Radius steigt

Question 6

Einfluss des Austrittsquerschnitts eines beschaufelten Diffusors

Answer 6

• Diffusor mit kleinerem Querschnitt -> größerer Druckaufbau, Sperren im Diffusor
• Diffusor mit breiterem Querschnitt -> größerer Massenstrom (großer Durchsatz), Sperren im Laufrad

Question 7

Spiralgehäuse

Answer 7

• Drall wird in Tangentialrichtung aufgenommen
• EINE Diskontinuität = Zunge -> Gefahr lokaler Ablösung, wird nur für EIN bestimmten Betriebspunkt ausgelegt, wo der Anteil an Strömung die nicht raus geht minimal ist
• kleiner Bauraum (Abgasturbolader)

Question 8

Einfluss des Designs der Austrittsspirale

Answer 8

kleinere Querschnitte -> klares Sperren, größeres maximales Gesamtdruckverhältnis und dabei besser Wirkungsgrade aber schmalerer Betriebsbereich

Question 9

Diffusor mit Keilbeschaufelung

Answer 9

• hohe Präzision bei der Abstimmung der Diffusorgestaltung mit Laufradabströmung erforderlich
• große Gefahr der Blockage bei Fehlanströmung
• Sperren im engsten Querschnitt -> mögliche Nutzung zur Fixierung des Massenstroms