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► IMPELLER | Blade edges 
Die bisher entworfene Schaufel besitzt eine stumpfe Vorder- und Hinterkante (Verbindungslinie der Endpunkte von Druck- und Saugseite).
Die Kanten werden durch ihre Dickenverteilung entworfen. Die Darstellung der Schaufeldicken s erfolgt über 15% der abgewickelten Schaufellänge l an der Vorderkante (Leading edge) und der Hinterkante (Trailing edge).
Wurde beim Profil-Entwurf bereits ein kompletter Dickenverlauf inklusive Vorder- oder Hinterkante entworfen, so muss an dieser Stelle nur die Kanten Position (Übergang von Schaufelkante zu Druck-/Saugseite der Schaufel) definiert werden.
Für den Verlauf der Kantenform zwischen Trag- (Hub) und Deckscheibe/ Schaufelspitze (Shroud/ Tip) bestehen 2 prinzipielle Optionen:
▪Linear
Die Kanten werden auf Trag- und Deckscheibe unabhängig voneinander entworfen. Auf den dazwischen liegenden Spans werden die Parameter linear interpoliert.
▪Uniform
Nur die Kante auf der Tragscheibe kann entworfen werden. Alle Kanten nutzen identische Parameter.
Im Bereich Design mode kann zwischen folgenden Formen der Schaufelkanten gewählt werden:
Die Kante schließt stumpf ab. Es wird eine Gerade vom Endpunkt der Saugseite zur Druckseite ermittelt, die senkrecht auf der Skelettlinie steht.
Cutoff on meridional leading/ trailing edge bewirkt das Verschneiden der Schaufel mit der entsprechenden meridionalen Fläche.
Die Schaufeldicke ändert sich linear, mit einer elliptischen Verrundung am Ende.
Die Kante ist definiert durch die Gesamtlänge L, den Radius der Verrundung R und das Achsenverhältnis R/R2 der Verrundung.
Außerdem kann eine Asymmetrie A festgelegt werden.
Die Kante wird elliptisch abgerundet.
Das Verhältnis der Halbachsen (axis ratio) R/R2 kann an Trag- und Deckscheibe angegebenen werden. Eine Halbachse verläuft in Richtung der Skelettlinie, die zweite senkrecht dazu.
Zur Darstellung wird ein Bezierpolynom 4. Grades verwendet.
Die Punkte 0 und 4 stellen den Übergang zwischen den Schaufelseiten und der abgerundeten Kante dar und können demnach auf der entsprechenden Schaufelseite verschoben werden.
Die Bezierpunkte 1 und 3 sind nur auf Geraden verschiebbar, die dem Anstieg der Kurve in den Punkten 0 bzw. 4 entsprechen, um einen stetigen Übergang von der Kontur zur Vorderkante zu gewährleisten.
Der Bezierpunkt 2 ist frei beweglich und hat somit den größten Einfluss auf die Gestaltung der jeweiligen Kante. Seine horizontale Position wird automatisch so berechnet, dass die Kante an der Position l=0 beginnt oder mit l=Schaufellänge endet. Die Modellierung der Kante erfolgt in den vorderen bzw. hinteren 10% der abgewickelten Schaufellänge.
Axis-Symmetric bewirkt eine symmetrische Geometrie, d.h. die Punkte 0/4 und 1/3 liegen jeweils übereinander und Punkt 2 liegt auf der Mittellinie.
Problem |
Lösungsmöglichkeiten |
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Blades exceed meridional boundaries due to specified blade edge geometry. |
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Die Warnung weist darauf hin, dass sich einige Teile der Schaufel außerhalb der meridionalen Erstreckung der Komponente befinden.
Durch das orthogonale Antragen der Dicke kann es zum Austritt der Schaufel aus dem meridionalen Strömungsbereich kommen. Deshalb ist die Option "Solid trimming" bei der Modell-Fertigstellung nicht verfügbar. |
Abhängig von der Lage des Austrittpunktes muss die Modellierung der Kanten angepasst werden, um dies zu verhindern. Wenn die Eintrittskante (Austrittskante bei Turbinen) aus dem Strömungsbereich herausragt, muss diese im Meridiandialog manuell korrigiert werden. Bei der Austrittskante (Eintrittskante von Turbinen) kann das Durchstoßen durch Verschneiden der Kante (trim on in/outlet) verhindert werden. |
It is impossible to trim blade at leading/trailing edge. |
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Die resultierende Schaufel muss an der meridionalen Ein- und Austrittskante getrimmt werden. In manchen Fällen ist diese Trimm-Operation aus geometrischen Gründen nicht möglich. |
Meridiankontur, Skelettlinien: Profil: Schaufeldicke verringern. |
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Error when extrapolating Blade to reach Hub/Shroud surface. |
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Beim Entwurf der Schaufel werden die orthogonalen Schaufeldicken an die 3D-Skelettlinien angetragen. Im Anschluss werden die Schaufelseiten an Trag- und Deckscheibe verschnitten, d.h. eine Seite wird getrimmt, die andere extrapoliert. Für die unten dargestellten Konstellationen von Meridian- und Schaufelgeometrie schlägt die Extrapolation fehl. |
Meridiankontur: Bei der Positionierung der Eintrittskante die Schaufeldicke berücksichtigen bzw. Eintrittskante steiler zur Deckscheibe stellen. Ungünstige Wahl von Schaufelwinkel und Schaufeldicke kann zu Verschneidungsproblemen mit der Deckscheibe führen. Eine Lösung des Problems besteht in der Verschiebung der Eintrittskante und/ oder der Änderung ihres Winkels zur Deckscheibe. Schaufeleigenschaften: Zahl der Entwurfsschnitte (number of spans) erhöhen. Profil: Schaufeldicke verringern oder Thickness definition zu "Perpendicular to mean line" ändern. Skelettlinien: Den Verlauf prüfen und möglichst den Schaufel-Neigungswinkel (lean angle) im gesamten Profil gering halten |
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Distance between blade and hub is higher than the critical value. |
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Das Verhältnis (Abstand zwischen Schaufel und Hub) / (mittlerer Durchmesser) ist größer als der kritische Wert. Dies könnte später zu Trimm-Problemen führen. |
Lean-Angle und/ oder Schaufeldicke sollten verringert werden. |
Impossible blade edge design: overlapping leading and trailing edge blade. |
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Das Überlappen von Eintritts- und Hinterkante verhindert einen Entwurf von Druck- und Saugseite. |
Verschieben sie die Position einer oder beider der Kanten. |
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