Vorder- und Hinterkanten

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Vorder- und Hinterkanten

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Die Vorder- und Hinterkante kann gestaltet werden als:

Bezier curve
Die Eintrittskante wird durch die Position der Bezierpunkte beschrieben.

Straight
Die Eintrittskante ist eine gerade Verbindungslinie zwischen den Endpunkten auf Trag- und Deckscheibe.

r = constant
Die Eintrittskante verläuft auf konstantem Radius, d.h. parallel zur Drehachse.

z = constant
Die Eintrittskante verläuft auf konstanter axialer Koordinate, d.h. senkrecht zur Drehachse.

 

Die Hinterkante kann nicht gestaltet werden, wenn Trailing edge fixed on outlet.

Die Position der meridionalen Schaufel-Eintrittskante auf der Trag- und Deckscheibe kann optional über die axiale (z), die radiale (r) oder die relative Position (rel.) festgelegt werden.

Im Fall von Zwischenschaufeln (Splitter blades) können beide Eintrittskanten unabhängig voneinander gestaltet werden.

Die Eintrittskanten sind bei Turbinen und Kompressoren im Erstentwurf gerade, bei Turbinen ist zusätzlich r = constant.

 

Durch die Option Straight im Kontextmenü der Kurve kann die Eintrittskante gerade ausgeführt werden (nur 2 Bezier-Punkte). Außerdem kann sie rein axial bzw. radial angeordnet werden, wozu die Optionen z = const. bzw. r = const. zur Verfügung stehen (nur 1 Bezier-Punkt).

Bei Radialrädern mit nq  10…30 wird die Eintrittskante häufig parallel zur z-Achse angeordnet. Da in diesen Fällen die Austrittskante ebenso achsparallel ist, können einfach gekrümmte (zylindrische) Schaufeln entstehen. Bei höheren spezifischen Drehzahlen nq oder aus Festigkeitsgründen wird die Eintrittskante in den Saugmund-Bereich vorgezogen. Da sich bei unterschiedlichen Durchmessern verschiedene Eintrittswinkel ergeben, entstehen – vor allem im Eintrittsbereich – räumlich gekrümmte Schaufeln. Dies führt zu stabileren Kennlinien, besseren Wirkungsgraden und bei Pumpen zu verbesserter Saugfähigkeit .

Die Lage der Eintrittskante sollte so gewählt werden, dass die Arbeitsübertragung auf allen Meridianstromflächen gleich groß ist. Ein Kriterium dafür ist ein annährend gleich großes statisches Moment S =  r dx der Meridianstromlinien auf Trag- und Deckscheibe zwischen Ein- und Austrittskante. Im Bereich Static moment werden die entsprechenden Zahlenwerte für das statische Moment angezeigt. Weiterhin sollte die Eintrittskante nach Möglichkeit etwa rechtwinklig auf die Konturen treffen, um spitze Ecken in den Strömungskanälen im Hinblick auf möglichst geringe Versperrung zu unterbinden. Um trotzdem gleich große statische Momente auf Trag- und Deckscheibe zu erreichen, wird vor allem bei höheren spezifischen Drehzahlen (Halbaxialräder) häufig die Austrittskante gegenüber der Achsrichtung geneigt.

Die Festlegung der Eintrittskante kann durch ein Bezierpolynom 4. Grades erfolgen. In Bezug auf die Bezierpunkte gelten analog die Aussagen der Trag-/ Deckscheibe. Einziger Unterschied ist die Manipulation der Randpunkte. Diese sind bei der Eintrittskante frei auf der Trag- bzw. Deckscheibenkontur verschiebbar. Die Lage der Eintrittskante wird vom Programm nicht automatisch vorgeschlagen, sondern erscheint bei einem Neuentwurf immer an gleicher Stelle.

Leading/Trailing edge fixed on ...

Die Vorder-/Hinterkante der Schaufel ist fixiert an der meridionalen Ein-/Austrittskante verändert werden.

Ist diese Option deaktiviert, so wird die Schaufel-Vorderkante (bzw. Hinterkante) vom meridionalen Eintritt (oder Austritt) gelöst und kann unabhängig von diesem entworfen werden.