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► Impeller | Blade properties

Auf der Registerseite Blade angles erfolgt die Berechnung der Schaufelwinkel.

Basierend auf Anzahl und meridionaler Lage der Schaufelprofilschnitte sowie der Schaufelwinkel ergeben sich im weiteren Entwurfs-Verlauf die Skelettlinien. Die Schaufelwinkel βB1 und βB2 werden über Beziehungen aus den Geschwindigkeitsdreiecken berechnet, wobei der Schaufeleinfluss (Verengung des Strömungskanals) und die Minderumlenkung berücksichtigt werden.

Abhängig von der gewählten Schaufelform reduzieren sich die Freiheitsgrade ihrer Gestaltung. Bezogen auf die Schaufelwinkel wird dies durch (auto) gekennzeichnet und bedeutet, dass sich die betreffenden Winkel erst bei Berechnung der Schaufelskelettlinie ergeben.

Distribution from hub to shroud

Die Schaufelwinkel können auf allen Schnitten (spans) berechnet werden. Im Bereich Distribution from hub to shroud wird festgelegt, wie die Schaufelwinkel für die innenliegenden Schnitte bestimmt werden.

Blade angles βB

▪Berechnen der Schaufelwinkel unter Nutzung der im Bereich Blade setup eingegebenen Werte durch Betätigen des Schalters Calculate βB

▪bei Bedarf manuelle Veränderung der berechneten Schaufelwinkel

Die Berechnung bzw. Vorgabe der Schaufelwinkel kann auf allen Schnitten (spans) erfolgen.

Bei der Verwendung von 2D-Schaufelformen kann, abhängig von der Vorderkantenkontur, eine geringe Anzahl ausreichend sein, z.B. falls es sich um eine gerade Eintrittskante handelt. Daher erfolgt der Erstentwurf für Ventilatoren mit 2 Profilschnitten.

Die Schaufelwinkel werden entsprechend den weiter unten dargestellten Gleichungen berechnet und bleiben standardmäßig unverändert, wenn sie einmal festgelegt worden sind. Haben sich entweder bei den Hauptabmessungen oder der Meridiankontur des Laufrades Änderungen ergeben oder andererseits die Werte für Schaufeldicken oder Minderumlenkung verändert, so kann eine Neuberechnung der Schaufelwinkel durch Betätigen des Schalters Calculate βB vorgenommen werden. Diese Neuberechnung erfolgt automatisch, wenn die Checkbox Automatic markiert ist.

Wirkungsgrad-Werte, die relevant für die Berechnung der Schaufelwinkel sind, werden als Hinweis informativ dargestellt.

¢ Details zur Berechnung des Eintrittsdreiecks

¢ Details zur Berechnung des Austrittsdreiecks

(auto)

Für spezielle Schaufelformen existieren Einschränkungen bezüglich der Schaufelwinkel und nur die Schaufelwinkel der Master-Meanline (Hub) können berechnet bzw. manuell angepasst werden. Die Winkel aller anderen Schnitte werden automatisch später während des Entwurfs der Skelettlinien berechnet, weil sie von deren Form abhängig sind. Dies wird durch die Beschriftung "(auto)" in der Tabelle veranschaulicht. Das bedeutet, dass eine geometrische Zwangsbedingung basierend auf der gewählten Schaufelform vorliegt, die eine automatische Berechnung der Schaufelwinkel für diese Schnitte erfordert. Die später berechneten Schaufelwinkel werden im Meanline-Dialog im Bereich “Informational values” angezeigt.

Circular blades

Für Kreisbogenschaufeln wird rechts neben der Schaufelwinkel-Tabelle der Radius R der Schaufel informativ dargestellt. Dieser Radius ist abhängig von den Radien r1, r2 und Schaufelwinkeln βB1, βB2 an Vorder- und Hinterkante. Wenn die Berechnung der Kreisbogenschaufel nicht möglich ist, wird ein entsprechendes Warnsymbol angezeigt.

Mögliche Warnungen

Problem	Lösungsmöglichkeiten
Automated blade angles are active. Values may adapt to changing input parameters.
Schaufelwinkel werden automatisch aktualisiert sobald Input-Parameter verändert werden.	Um die Schaufelwinkel zu fixieren kann die automatische Berechnung ("Automatic") deaktiviert werden. In diesem Fall muss die Neuberechnung der Schaufelwinkel bei Bedarf manuell erfolgen.
Swirl gradient violates Euler equation. Check blade angles and velocity triangles.
cu2r2 ist kleiner als cu1r1 (Turbinen: cu2r2 ist größer als cu1r1), was zu einer Energieübertragung in die falsche Richtung führt (Euler-Gleichung der Turbomaschinen).	Die Schaufelwinkel βB und Strömungswinkel β an Vorder- und Hinterkante sollten neu berechnet bzw. überprüft werden.
ΔβB1/2 (leading/trailing edge) = ... is larger than warning level of ...
Die Differenz zwischen den Schaufelwinkeln auf den einzelnen Meridianstromlinien überschreitet das Warnungs-Niveau (siehe Warning level). Die resultierende Schaufel könnte stark verwunden sein.	Die resultierende 3D-Schaufelform sollte geprüft werden und hohe Winkeldifferenzen zwischen den einzelnen Meridianstromlinien vermieden werden.
ΔβB (span) = ... is larger than warning level of ...
ΔβB = \|βB2 - βB1\| auf einer oder mehreren Meridianstromlinien überschreitet das Warnungs-Niveau (siehe Warning level). Die resultierende Schaufel könnte stark gekrümmt sein.	Die resultierende 3D-Schaufelform sollte geprüft werden und hohe Winkeldifferenzen zwischen Vorder- und Hinterkante vermieden werden.
Blade angles βB1/2 cannot be determined. Thermodynamic state could not be calculated. Check main dimensions, meridional shape or global setup. [ nur Verdichter und Turbinen ]
Es ist möglich, dass ein sinnvoller thermodynamischer Zustand für die Konstellation bestehend aus Entwurfspunkt und Hauptabmessungen und meridionaler Kontur nicht berechnet werden kann.	Vergrößern der Hauptabmessungen (Breite etc.), Änderung der Meridionalkontour oder Änderungen am Global setup (z.B. Verringerung des Massenstroms).