Experimentelle Untersuchung von Sekundärströmungsphänomenen in einer Verdichter-Stator-Kaskade

Die vorliegende Arbeit berichtet über die durchgeführten Untersuchungen der Sekundärströmungen und der Rotierenden Instabilität in einer Verdichter-Stator-Kaskade mit Nabenspalt. Dazu wurde das Strömungsfeld bei verschiedenen Belastungszuständen (Inzidenzwinkeln) mit insgesamt vier verschiedenen Messmethoden ermittelt. Die untersuchte Verdichter-Stator-Kaskade besitzt ein Nabenverhältnis von 0, 717 und besteht aus 20 um den Umfang verteilten CDA-Profilen mit einem dreiprozentigen Nabenspalt. Das Gitter besitzt eine Teilung im Mittelschnitt von t/lc = 1 und ist unter einem Staffelungswinkel von ? = 25° montiert. Bei einer Reynoldszahl von Re1 = 3x10^6 und einer Machzahl von Ma1 = 0, 4 wurden Zu- und Nachlaufmessungen, Ölanstrichbilder der Nabe und der Schaufeloberflächen, instationäre Druckmessungen auf der Nabe und Hitzdrahtmessungen in einer Passage bei verschiedenen Belastungszuständen (iM = 0° - 12, 8°) durchgeführt. Für die detaillierte Untersuchung der Rotierenden Instabilität wurden zusätzlich instationäre Druckmessungen an der Nabe bei verschiedene Machzahlen und noch höheren Belastungszuständen durchgeführt. Weiterhin wurden die geometrischen Randbedingungen der Verdichter-Stator-Kaskade im Zuge dieser Untersuchungen variiert. Im Detail wurden die Teilung und die Spaltweite verändert. Für die Auswertung wurden die Ergebnisse der vier verschiedenen Messmethoden miteinander korreliert, um so ein detailliertes Bild der Vorgänge in einer Passage der Verdichter- Stator-Kaskade und der Rotierenden Instabilität zu bekommen. Weiterhin wurden das dritte und das vierte statistische Moment (Schiefe und Kurtosis), nach Kenntnis des Verfassers, zum ersten Mal verwendet um Scherschichten und instationäre Seitenwanddrücke zu analysieren.