Eintrittsdreieck

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Eintrittsdreieck

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Das Eintrittsdreieck wird bestimmt durch die Zuströmparameter und die geometrischen Abmessungen an der Schaufelvorderkante.

Im Bereich vom Saugmund bis zur Schaufelvorderkante bleibt der Drall konstant, da nur im Schaufelbereich eine Energieübertragung auf das Fluid stattfinden kann. Die Querschnitte 0 und 1 (siehe Hauptabmessungen) unterscheiden sich nur dadurch, dass im Querschnitt 1 eine Verengung des Strömungsquerschnittes durch die Schaufel­versperrung τ1 auftritt, die eine Vergröße­rung der Meridiangeschwindigkeit cm zur Folge hat.

 

 

(konst. Drall im Vorbereich)

 

Der gewählte Schaufelwinkel β1B beeinflusst das Geschwindigkeitsdreieck nur indirekt durch die Verdrängungswirkung der Schaufel. Die Differenz zwischen gewähltem Schaufelwinkel β1B und Strömungswinkel β1 wird als Anstellwinkel i (incidence) bezeichnet: i = β1B1

In der Regel wird ein stoßfreier Eintritt (i=0) angestrebt. Bei i0 wird die Vorderkante umströmt, was hohe örtliche Geschwindigkeiten und damit niedrige statische Drücke zur Folge hat:

i > 0: β1 < β1B Staupunkt auf Druckseite

i < 0: β1 > β1B Staupunkt auf Saugseite

Ein relativ kleiner Anstellwinkel i kann im Bestpunkt von Vorteil im Hinblick auf den Wirkungsgrad sein. Bei der Berechnung von β1B wird im Programm eine stoßfreie Anströmung gewährleistet.

Typische Eintritts-Schaufelwinkel sind:

Pumpen, Ventilatoren

β1B < 40°  im Hinblick auf optimalen Wirkungsgrad

Pumpen

β1B so klein wie möglich wegen Kavitationssicherheit; im Hinblick auf hohen Wirkungsgrad nicht kleiner als 15…18°

Verdichter

optimaler Schaufelwinkel β1B etwa 30°

Wenn sich die Radien der Eintrittskante auf Trag- und Deckscheibe stark unterscheiden, so muss die Schaufel zur Gewährleistung stoßfreier Zuströmung an der Vorderkante verwunden ausgeführt werden. Wird die Schaufelvorderkante weit in den Saugmund vorgezogen, so muss β1B auf der Tragscheibe (innen) erheblich größer ausgeführt werden als auf der Deckscheibe (außen).

Mögliche Warnungen

Problem

Lösungsmöglichkeiten

Leading edge blade angle β1 > xx°

Ungewöhnlich große Schaufel-Eintrittswinkel.

Das Warn-Level kann unter Preferences: Warning level festgelegt werden.

Zu große Werte deuten auf einen zu schmalen Eintrittsquerschnitt hin. Abmessungen an der Vorderkante sollten vergrößert werden (Hauptabmessungen).

Leading edge blade angle ß1 < xx°

Ungewöhnlich kleine Schaufel-Eintrittswinkel.

Das Warn-Level kann unter Preferences: Warning level festgelegt werden.

Zu kleine Werte für den Eintrittswinkel deuten auf einen zu großen Eintrittsquerschnitt hin. Abmessungen an der Vorderkante sollten verkleinern werden (Hauptabmessungen).

Vaned Stator downstream swirl  differs significantly from defined value at cu,cm specification [nur Axialturbinen]

Wenn ein beschaufelter Stator vor dem Rotor angeordnet ist, können dessen Hinterkantenschaufelwinkel zu Umfangskomponenten der Absolutgeschwindigkeit führen, die sich deutlich von denen unterscheiden, die durch die cu, cm Spezifikation definiert sind.

Anpassen der Hinterkantenwinkel des Stators entweder manuell oder durch Betätigen des Softbuttons "Set αTE" in den Schaufeleigenschaften des Stators.

Calculation of LE blade angles not possible. Change blade shape, blade thickness or inlet diameters.

Die Kombination des Eintrittszustandes (Massenstrom, Drall, Druck und Temperatur), Durchmesser und Blade setup gestattet nicht die Berechnung der Schaufelwinkel. Es gibt keine Schaufelwinkel, die die erwähnten Bedingungen erfüllen. Z.B. kann die Schaufelversperrung τ zu groß sein, wenn der Eintrittsdrall hoch ist.

Anpassen des Eintrittsdralls (z.B. durch Anpassen der Hinterkante eines stromauf befindlichen Stators), oder der Durchmesser (Hauptabmessungen oder Vorderkante in der Meridiankontur), oder Anpassen der Vorderkantendicke.

A reasonable thermodynamic state could not be calculated @LE. Consider change of blade angles or thickness, main dimensions or global setup.

[nur Verdichter und Turbinen]

Die Geometrie gestattet nicht die Ausbildung eines physikalisch validen Zustands. Z.B. kann der Massenstrom zu hoch sein.

Anpassen der Schaufelwinkel der Vorderkante oder der dortigen Schaufeldicke oder der Hauptabmessungen oder des Auslegungspunktes (z.B. Massenstrom oder Eintrittsrandbedingungen).

Blade angles are not within the valid range.

Die Anwendung von CFturbo ist begrenzt auf Eintrittswinkel zwischen 0° und 180°.

Die Berechnung der Schaufelwinkel ist nicht möglich (siehe unten) bzw. unpassende Eingabedaten müssen korrigiert werden.

No possibility to determine blade angles ßB.

Die Berechnung der Schaufelwinkel ist nicht möglich.

Eingabeparameter und Geometrie überprüfen.

[ nur für Turbinen-Laufräder ]

Im Fall der Turbine kann die Anstellwinkelberechnung nach Aungier angewendet werden.

In Anlehnung an die Minderumlenkung wird der Slip-Koeffizient γ dabei definiert mit: