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Aufwertung bei Axialventilatoren – Einfluss von Reynolds-Zahl, Rauheit, Spalt und Betriebspunkt auf Wirkungsgrad und Druckziffer

Heß, Michael :
Aufwertung bei Axialventilatoren – Einfluss von Reynolds-Zahl, Rauheit, Spalt und Betriebspunkt auf Wirkungsgrad und Druckziffer.
TU Darmstadt / Institut für Fluidsystemtechnik
[Ph.D. Thesis], (2010)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Aufwertung bei Axialventilatoren – Einfluss von Reynolds-Zahl, Rauheit, Spalt und Betriebspunkt auf Wirkungsgrad und Druckziffer
Language: German
Abstract:

Die Arbeit stellt eine neue Methode (Darmstädter Aufwertemethode) für die Auswertung von Abnahmemessungen an Axialventilatoren vor. Diese ermöglicht eine Aufwertung im gesamten Betriebsbereich – also Optimum, Teil- und Überlast – unter Einbeziehung der relativen Rauheit für Wirkungsgrad und Druckziffer. Die Methode basiert auf Messungen an zwei bis auf die relative Rauheit geometrisch ähnlichen Modellventilatoren mit einem Rotordurchmesser von 1 m bzw. 0,25 m. Zur Untersuchung des Einflusses der Reynolds-Zahl wurden an beiden Modellen Messungen mit variierter Drehzahl durchgeführt. Dabei wurden mehrere Staffelungswinkel vermessen – durch die dadurch erfolgte Verletzung der geometrischen Ähnlichkeit kommt dies der Messung an unterschiedlichen Maschinen gleich. Zur Bestimmung des Rauheitseinflusses wurde ein Verfahren optimiert und zur Anwendung gebracht, dass die Aufbringung von Sandkörnern mit unterschiedlichen Korndurchmessern ermöglichte. Um eine direkte Übertragbarkeit der Versuche auf industrielle Abnahmemessungen zu gewährleisten, dient als Grundlage für die Rauheit stets der nach DIN 4287 und DIN 4768 bestimmte Rz-Wert. Desweiteren wurden im Rahmen dieser Arbeit auch Messungen mit variablem Spalt durchgeführt. Diese sind jedoch nicht in der Aufwertemethode implementiert, sondern dienen lediglich der Abschätzung des Spalteinflusses auf den maximal erreichbaren Wirkungsgrad.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
There is a need to reliably predict the performance (efficiency and total pressure rise) of axial turbomachines from model tests for different load ranges. The commonly used scaleup formulas are not able to reliably predict the performance, especially beyond the design point. Furthermore these formulas do not regard changes in relative roughness as they usually occur in practice. An improved scale-up formula is proposed which achieves not only the reliable scale-up of efficiency, but also the scale-up of the pressure coefficient. It is motivated from measurements on two geometric similar axial model fans with a diameter of 1000 mm respectively 250 mm at different rotational speeds, hence Reynolds numbers. By bonding grains of sand to the impeller the influence of relative roughness was investigated. For applying the formula to different load ranges a factor L is introduced that depends on the quotient of effective flow coefficient to optimal flow coefficient.English
Uncontrolled Keywords: Wirkungsgradaufwertung Aufwertung Modelltheorie Ähnlichkeit Abnahmemessungen
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Wirkungsgradaufwertung Aufwertung Modelltheorie Ähnlichkeit AbnahmemessungenGerman
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: Fachbereich Maschinenbau > Fluidsystemtechnik
Date Deposited: 17 Sep 2010 11:15
Last Modified: 07 Dec 2012 11:58
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-22603
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Pelz, Dr.-Ing. Peter F. and Stoffel, Dr.-Ing. Bernd and Schiffer, Dr.-Ing. Heinz-Peter
Refereed: 7 July 2010
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/2260
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