A parameter study on the influence of fillets on the compressor cascade performance

• Autorzy: Meyer R. , Schulz S. , Liesner K. , Passrucker H. , Wunderer R.

Warianty tytułu

PL

Badania parametryczne wpływu powierzchni przejściowej łopatek na wydajność sprężarki kaskadowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order to evaluate the influence of fillets in a high speed compressor cascade with an aspect ratio of h/c = 1 a parameter study has been performed. Fillets of different radii from 1 to 5mm (2.5%c-12.5%c) between the side wall and stator vanes have been investigated at inlet Mach numbers of M = 0.5 and M = 0.66 and at a Reynolds number of Re = 5.6 ź 10⁵ based on the chord length. The heights of the fillets were chosen with regard to manufacturing aspects for blade integrated disks (Blisk). The measurements were accomplished with a total pressure rake combined with angle probes which provides information on total pressure loss, efficiency and outflow angle of the cascade. For comparison and estimation of the performance of the fillet equipped cascade a reference cascade without fillets was measured and the differences between the individual test cases will be shown in quantitative numbers and values as well as qualitative pictures. In the measurements for this paper a dependence between the fillet height and the total pressure loss coefficient became apparent.

PL

W celu oszacowania wpływu powierzchni przejściowej łopatek w wysokoobrotowych sprężarkach kaskadowych o współczynniku kształtu h/c = 1 na ich wydajność w pracy przeprowadzono analizę parametryczną układu. Profile przejściowe o promieniach zaokrągleń od 1 do 5mm (2.5%c-12.5%c) pomiędzy powierzchnią osadzenia a łopatką kierownicy badano dla prędkości napływu 0.50-0.66M i liczbie Reynoldsa Re = 5.6 ź 10⁵ przy zadanej długości cięciwy łopatki. Wysokość profilu przejściowego dobrano ze względów technologicznych typowych dla dysków zintegrowanych z łopatkami. Pomiary dokonano za pomocą czujników ciśnienia i próbników kątowych, co pozwoliło na zgromadzenie informacji o całkowitych stratach ciśnienia, sprawności i wartości kąta odpływu z kaskady. Dla celów porównawczych i wyznaczenia wydajności sprężarki przeprowadzono pomiary w kaskadzie referencyjnej pozbawionej powierzchni przejściowych. Różnice dla poszczególnych testów pokazano ilościowo na wartościach konkretnych parametrów i jakościowo na odpowiednich rysunkach. Pomiary wykazały wyraźną zależność pomiędzy wysokością profilu przejściowego i współczynnikiem całkowitych strat ciśnienia.

Słowa kluczowe

EN

fillet; compressor; blade; losses; secondary flow

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 50 nr 1
• Strony: 131--145
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Meyer R.

autor

Schulz S.

autor

Liesner K.

autor

Passrucker H.

autor

Wunderer R.

• German Aerospace Center DLR, Institute of Propulsion Technology – Department of Engine Acoustics, Berlin, Germany,

Bibliografia

• 1. Calvert W.J., Ginder R.B., 1999, Transonic fan and compressor design, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 213, 5, 419-436
• 2. Curlett B.P., 1999, The Aerodynamic Effect of Fillet Radius in a Low Speed Compressor Cascade, National Aeronautics and Space Administration, Lewis Research Center, USE, NASA-TM-105347
• 3. DeBruge L.L., 1980, The aerodynamic significance of fillet geometry in turbocompressor blade rows, ASME Journal of Engineering for Power, 102, 984-993
• 4. Hoeger M., Baier R.-D., Engbert M., Mueller R., 2006, Impact of a Fillet on Diffusing Endwall Flow Structure, ISROMAC 2006-057
• 5. Hoeger M., Schmidt-Eisenlohr U., Gomez S., Mueller R., Sauer H., 2002, Numerical simulation of the influence of a bulb and a fillet on the secondary flow in a compressor cascade, TASK Quatery, 6, 1, 25-57
• 6. Kang S., Hirsch Ch., 1991, Three dimensional flow in compressor cascades, ASME Paper No. 91-GT-114, Orlando, FL, USA
• 7. Kuegeler E., Nuernberger D., Weber A., Engel K., 2008, Influence of blade fillets on the performance of a 15 stage gas turbine compressor, Proccedings of ASME Turbo Expo 2008, GT2008-50748
• 8. Liesner K., Meyer R., Hergt A., 2008, Experimental setup for detailed secondary flow investigation by two-dimensional measurement of total pressure loss coefficients in compressor cascades, XIX Symposium on Measurement Techniques in Turbomachinery