Clocking-Effekte im stationären Strömungsfeld eines dreistufigen Axialverdichters

Auf dem Gebiet des Clocking in Axialverdichtern gibt es bislang noch keine wirklich umfassenden, systematischen Grundlagenuntersuchungen. Es existieren eine ganze Reihe von Einzeluntersuchungen zu verschiedenen Teilaspekten, meist numerischer Art, da sich hier aufgrund gleicher Schaufelzahlen Vereinfachungen ergeben. Messungen, die Veränderungen des Strömungsfeldes detailliert dokumentieren, existieren noch nicht in ausreichender Zahl an repräsentativen Verdichtern. Da die auftretenden Clocking-Effekte sehr von der individuellen Maschine abhängen, sind viele der Ergebnisse nicht auf andere Maschinen oder gar in die Modellbildung und den Entwurf übertragbar. In experimentellen Untersuchungen überwiegt Stator-Clocking, wahrscheinlich aufgrund des geringeren technischen Aufwands. Ein klares Bild, unter welchen Umständen man Rotoren oder/und Statoren clocken sollte (oder besser nicht), zeichnet sich momentan noch nicht ab. Als Beitrag zur Grundlagenforschung dokumentiert diese Arbeit, wie sich die veränderte Position der 1. Leitschaufelreihe auf die stationäre Strömung in einem ausgeführten Axialverdichter auswirkt (Stator-Clocking). Das Vorleitrad, sowie die Leiträder der Stufen 1 und 2 des untersuchten Verdichters wurden zu diesem mit je 40 Schaufeln ausgestattet. Die Veränderungen im stationären Strömungsfeld der folgenden Stufen werden durch Messungen hinter dem 2. Leitrad und dem 3. Laufrad dokumentiert und die zugrundeliegenden Effekte erklärt. Diese Untersuchungen liefern Anhaltspunkte, inwieweit und unter welchen Bedingungen sich Clocking-Effekte in Axialverdichtern sinnvoll nutzen lassen (beispielsweise ob sich Clocking überhaupt bei Maschinen mit unterschiedlichen Betriebspunkten lohnt und ob komplett verdrehbare Schaufelringe zur Anpassung an verschiedene Betriebspunkte sinnvoll sein können). Auf Basis der experimentellen Untersuchungen werden weitere Konzepte für Forschung und Anwendung von Clocking aufgezeigt. Diese Konzepte zeigen, wie weitreichend die Bedeutung ist, welche die Wahl der Schaufelzahlen / Schaufelzahlverhältnisse und die relative Umfangsanordnung der Schaufeln im gleichen Bezugssystem für das Verhalten und die Leistung eines Verdichters haben.