Theoretische und experimentelle Untersuchungen an ungestaffelten Gittern aus Profilen mit mechanischen Klappen

ZusammenfassungTheoretische und experimentelle Untersuchungen an vier Verstell-Eintrittsleitrad-Gittern werden beschrieben. Von diesen Gittern ist ein Gitter ein konventionelles Umstaffelungsgitter (variabler Gittergeometrie); die drei anderen Gitter sind neuartige Klappengitter (variabler Profilgeometrie)—bestehend aus Halbkörperprofilen mit mechanischen Klappen (xK/l=1/3; 1/2; 2/3).Auf theoretischem Gebiet werden die wesentlichen Beziehungen einer geschlossenen Lösung für ungestaffelte Gitter aus ebenen Platten mit angelenkten Klappen in reibungsloser inkompressibler Strömung mitgeteilt. An Hand von Ergebnissen zahlreicher Beispielrechnungen werden Umlenkeigenschaften und Druckverteilungen dieser Gitter erläutert.Auf experimentellem Gebiet werden die Ergebnisse von Nachlaufmessungen, die mit und ohne Turbulenzfäden auf den Profilen bei einer Reynoldszahl von Re2th=3,5·105 durchgefürht wurden, mitgeteilt und analysiert (dmax/l=0,08; t/l=1,0). Wichtigstes Ergebnis: Mit den neuartigen Klappengittern lassen sich die Verstellbereiche geringer Profilverluste ganz erheblich vergrößern. Die hier maximal erreichte Vergrößerung wurde zwischen den Verlustkurven des NACA-0008-Umstaffelungsgitters ohne Turbulenzfäden und des EHK1/3-Klappengitters mit Turbulenzfäden gemessen. Ein auf gleichem Verlustniveau, ζv1 ≈ 0,035, vorgenommener Vergleich ergab eine Vergrößerung des Verstellbereichs von λ=15° auf η=32°, d.h. um 17°. Die damit erreichte Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik—repräsentiert durch das Umstaffelungsgitter—beträgt somit mehr als 100%.