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Stromlinien müssen aus einer cm-Berechnung (siehe Meridional flow calculation) bekannt sein. Wenn die cm-Berechnung fehlschlägt, können die Geschwindigkeiten nach Stanitz&Prian nicht berechnet werden und das Diagramm ist nicht verfügbar. Um die z-Achse rotierte Stromlinien bilden Flutflächen. Die Relativgeschwindigkeiten werden in einem Schaufelkanal berechnet, der durch zwei Flutflächen begrenzt ist. Einzelne Relativgeschwindigkeiten werden bei r = konstant bestimmt. Zunächst wird an einem solchen Ort eine mittlere Geschwindigkeitskomponente mithilfe der Kontinuitätsgleichung berechnet:
Der Teilmassestrom ergibt sich aus dem Gesamtmassestrom, der Anzahl der Schaufeln und der Anzahl der Stromlinien. Im Bereich zwischen zwei benachbarten Flutflächen fließt immer der gleiche Massestrom.
Der Querschnitt wird berechnet mit dem Stromlinienabstand Δh, dem Radius r, dem tangentialen Abstand von Druck- und Saugseite zweier benachbarter Schaufeln Δt und einem mittleren Relativströmungswinkel:
Aus der Annahme, dass die Zirkulation der Absolutströmung in einem Ausschnitt der Flutfläche (grüne Fläche im Bild) Null ist, lässt sich die Relativgeschwindigkeit auf der Saugseite berechnen mit:
dabei sind u die lokale Umfangsgeschwindigkeit und cu die Umfangskomponente der Absolutgeschwindigkeit sowie βss und βps die Schaufelwinkel auf Saug- und Druckseite. Aufgrund dessen, dass die mittlere Relativgeschwindigkeit ein Mittelwert aus wss und wps ist, kann die Relativgeschwindigkeit auf der Druckseite berechnet werden mit:
Die Kontinuitätsgleichung muss für die Relativgeschwindigkeit iterativ gelöst werden, da die Dichte bei kompressiblen Medien nur mithilfe der Relativgeschwindigkeit bestimmt werden kann. Die Dichte wird aus der Isentropenbeziehung bestimmt:
Der mittlere Relativströmungswinkel wird als Mittelwert der Schaufelwinkel an Saug- und Druckseite angenommen. Allerdings wird ab einem bestimmten Radius davon ausgegangen, dass aufgrund der Minderumlenkung die Strömung nicht mehr der Schaufel folgen kann. An Orten mit einem Radius größer als der Stanitz-Radius wird der mittlere Relativströmungswinkel um die Minderumlenkung korrigiert.
Das Verfahren basiert auf der Voraussetzung, dass die Strömung als reibungsfrei angesehen werden kann und keine Verdichtungsstöße und kein Wärmetransport über die Ränder auftreten. Es gibt kann geometrische Konstellationen geben, für die die Querschnitte (blaue Fläche in den Bildern weiter oben) zu klein sind für den im Global Setup definierten Massenstrom. Wenn das der Fall ist, gibt es keine Lösung für die Gleichung für die mittlere Dichte und Geschwindigkeit. Es werden keine Ergebnisse für die Schnitte, für die es keine Lösung gibt, angezeigt.
Der statische Druck auf Saug- und Druckseite kann aus den Geschwindigkeiten bestimmt werden. Dazu wird die Beziehung zwischen der Enthalpiedifferenz zwischen Saug- und Druckseite und der meridionalen Ableitung des Dralls genutzt:
Die Schaufelbelastung kann mit Hilfe der Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite dividiert durch den Ruhedruck am Eintritt ausgedrückt werden:
Für inkompressible Fluide entfällt der zweite Term in der Klammer.
Eine andere Formulierung der Schaufelbelastung benutzt die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Saug- und Druckseite dividiert durch den Mittelwert aus wss und wps:
Neben den erwähnten Variablen wird auch die Umfangskomponente der mittleren Absolutgeschwindigkeit sowie der mittlere Drall B angezeigt. Diese Größen sind definiert mit:
Mit den Relativgeschwindigkeiten werden auch die Ackeret-Kriterien dargestellt. Entsprechend diesen Kriterien (die unten definiert sind) sollte die maximale Relativgeschwindigkeit des betrachteten Schnitts nicht größer als 1.8·w2 und die minimale Relativgeschwindigkeit nicht kleiner als 0.3·w1 sein. Hier sind w1 und w2 die mittleren Relativgeschwindigkeiten an Vorder- und Hinterkante. Die Grenzen (min. und max. Geschwindigkeiten) werden nicht für Zwischenschaufeln angezeigt.
[ nur Verdichter und Turbinen ]
Mach-Zahlen können sowohl als Relativ- als auch als Absolut-Mach-Zahlen dargestellt werden.
Dabei ist a die Schallgeschwindigkeit, die definiert ist durch:
Der spezifizierte Massenstrom kann bei gegebenen Eintrittsruhezustand nur dann erreicht werden, wenn der Querschnitt eine spezielle Größe hat. Ein kritischer Querschnitt wird bestimmt durch den folgenden Satz von Gleichungen (unter Annahme von Idealgasverhalten):
Hier πcr ist das Druckverhältnis, bei dem die Strömung Schallgeschwindigkeit im engsten Querschnitt erreicht:
Für Luft gilt πcr = 0.528. Bei gegebenem Eintrittsruhezustand ist es nicht möglich, den spezifizierten Massenstrom durch einen Querschnitt zu transportieren, der kleiner ist als der engste (kritische) Querschnitt Acr. Aktuelle Querschnitte (A) sowie die kritischen (Acr) können dargestellt werden. Die aktuellen Querschnitte entsprechen der blauen Fläche im Bild oben.
Wenn die Kombination aus Massenstrom, Eintrittsruhezustand und Geometrie (Querschnitte) einen Zustand ergeben, der physikalisch nicht möglich ist, dann kann ein Lösung nicht bestimmt werden und ein Hinweis wird angezeigt mit dem Inhalt: "No solution due to shocks or transsonic behavior at span: x". Dabei steht x für die Flutflächen, für die die Berechnung nicht möglich ist.