Interaktion_RV - Aerodynamische und akustische Untersuchung der Interaktion zwischen Laufrad, Diffusor und Spiralgehäuse in auslegungsfernen Betriebspunkten an einem repräsentativen Radialverdichter
Zeitraum
2021-03-01 – 2025-02-28
Bewilligte Summe
280.000,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5067
Leistungsplansystematik
Konventionelle Kraftwerkstechnik - Komponentenentwicklung [EA1312]
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
In diesem Projekt werden die Einflüsse und Auswirkungen einer flexiblen Betriebsweise auf aerodynamische und -akustische Phänomene in modernen Radialverdichtern untersucht. Es baut auf den im FVV Arbeitskreis 'Radialverdichter' durchgeführten Vorarbeiten und die am IST der RWTH Aachen verfügbare Versuchsinfrastruktur auf. Im Rahmen dieses Projekts soll ein grundlegendes Verständnis über die Interaktion zwischen Impeller, Diffusor und Spiralgehäuse bei On- und Off-Design-Betriebspunkten geschaffen werden. Hierfür wird der Einfluss verschiedener Spiralgrößen und Diffusoren auf die stationäre und instationäre Aerodynamik sowie das akustische Verhalten der Verdichterstufe experimentell und numerisch untersucht. Die Analysen beziehen sich auf den Vergleich zweier Spiralgehäuse und zweier Diffusorgeometrien (unbeschaufelt und beschaufelt). Als weitere Einflussgrößen auf das Betriebsverhalten können der Zuströmwinkel mittels variablen Eintrittsleitschaufeln, die Drehzahl und der Gegendruck variiert werden. Somit wird eine experimentell und numerisch validierte Wissensbasis zum Zusammenwirken der Komponenten als Grundlage einer flexiblen Auslegungsphilosophie generiert. Zur Erreichung dieses Ziels wird ein neues, betriebsoptimiertes Spiralgehäuse ausgelegt und gefertigt. Darüber hinaus wird der bereits ausgelegte beschaufelte Diffusor aus dem vorherigen FVV-Vorhaben implementiert. Mit dem im Projekt ausgelegten Spiralgehäuse ist die Geometrie der gesamten Radialverdichterstufe frei verfügbar, sodass mit der Offenlegung der aerodynamischen und akustischen Messdaten ein interdisziplinärer Validierungsfall für numerische Auslegungstools geschaffen wird. Vor allem das neu generierte und experimentell verifizierte Wissen über die geometrieabhängige Beeinflussung der einzelnen Komponenten bei auslegungsfernen Betriebspunkten stellt - zusammen mit dem offenen Testfall - einen sehr großen Nutzen für einen leistungsfähigen Auslegungsprozess der teilnehmenden Firmen und KMU dar.