Experimentelle Untersuchung von Sekundärströmungsphänomenen in einer Verdichter-Stator-Kaskade

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Die vorliegende Arbeit berichtet über die Untersuchungen der Sekundärströmungen und der Rotierenden Instabilität in einer Verdichter-Stator-Kaskade mit Nabenspalt. Das Strömungsfeld wurde bei verschiedenen Belastungszuständen (Inzidenzwinkeln) mit vier verschiedenen Messmethoden ermittelt. Die Kaskade hat ein Nabenverhältnis von 0,717 und besteht aus 20 CDA-Profilen mit einem dreiprozentigen Nabenspalt. Das Gitter hat eine Teilung im Mittelschnitt von t/lc = 1 und ist unter einem Staffelungswinkel von γ = 25° montiert. Bei einer Reynoldszahl von Re1 = 3x10^6 und einer Machzahl von Ma1 = 0,4 wurden Zu- und Nachlaufmessungen, Ölanstrichbilder, instationäre Druckmessungen 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 verschiedenen Machzahlen und höheren Belastungszuständen durchgeführt. Die geometrischen Randbedingungen wurden variiert, insbesondere die Teilung und die Spaltweite. Die Ergebnisse der vier Messmethoden wurden korreliert, um ein detailliertes Bild der Vorgänge in der Kaskade und der Rotierenden Instabilität zu erhalten. Zudem wurden das dritte und vierte statistische Moment (Schiefe und Kurtosis) erstmals verwendet, um Scherschichten und instationäre Seitenwanddrücke zu analysieren.