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1 2010Kameier
Rotierende
Quellen in
Rohrleitungen
Frank Kameier
- Rotating Stall- Rotating Instability- höhere akustische Rohrmoden- analytische Berechnung
2
Tip Clearance Effect of an Axial Flow Machine
Hysterese-sprung
3
10 Stage High-Speed Compressor N =13200 rpm (83 %)
110
130
150
170
190
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
f [ Hz ]
Lp [dB]
1.BPF
2.BPF
RI
1.BPF + RI
1.BPF - RI
DLR Low-Speed Compressor N =1400 rpm (Point of maximum efficiency)
50
70
90
110
130
150
0 200 400 600 800 1000 1200
f [ Hz ]
Lp [dB]
1.BPF
2.BPF
RI
1.BPF + RI
1.BPF - RI
High pressure compressor13200 U/min
Low speed fan1400 U/min
4
Wall Pressure Fluctuations Upstream Rotor 1(HPC)
Operating conditions on secondary characteristics
Rotating stall
5
Rotor 1 Redesign - Wall Pressure Fluctuations
Operating conditions close to surge margin
Redesign
6
Circumferential Distribution of Rotating Instabilities
Wall Pressure Fluctuations
Power spectrum
Coherence
Phase spectrum
7
Rotating Stall as a Special Case of Rotating Instabilities
tcosAt,p QQQ
tFQ
FQ
tcosAt,p F
QQFF
FQ
QF
RF
FQ
F RQ
R
0Q „Rotating Stall“
8 2010Kameier
Radialverdichter und „Instabilitäten“ in der Erdatmosphäre
umlaufende Kármánsche Wirbelstraße Rossby-Welle
(Chen, Haupt, Rautenberg, Uni Hannover, 1987)
9 2010Kameier
Sound Generation by Rotating Stall in Centrifugal Turbomachines
Inlet Duct Impeller Blade
(Mongeau, Pennsylvania State University, 1991)
Rotating Instability
10 2010Kameier
Ein einzelner rotierender Lautsprecher im Rohr
11 2010Kameier
Ein einzelner rotierender Lautsprecher im Rohr
Fernfeld
Nahfeld
Rotor
12 2010Kameier
Die Schallausbreitung in einem Rohr - akustische Moden
2n,m
n,m Ma1aR2
'jf
siehe Strömungsakustikskript Seite 60 ff, http://mv.fh-duesseldorf.de/d_pers/Kameier_Frank/d_lehre/b_stroemungsakustik/skript_stroeakustik.pdf
13 2010Kameier
Anhang B Zur Schallausbreitung im kreiszylindrischen Rohr mit und ohne Nabenkörper bei überlagerter Strömung Unter Berücksichtigung einer konstanten überlagerten Strömung läßt sich die substantielle Ableitung in den Bilanzgleichungen für die Erhaltung der Masse, des Impulses und der Energie wie folgt linearisieren, vgl. Michalke (1986)/10/:
D
Dt tc grads
, (B.1)
cs ist darin die konstante mittlere Strömungsgeschwindigkeit. Die Kontinuitätsgleichung (1.1), die Impulsgleichung (1.2) und die Energiegleichung (1.3) lassen sich linearisiert unter Vernachlässigung von Reibung und Wärmeleitung für ein ideales Gas der mittleren Dichte s mit den Schwankungsgrößen ´,p´ und der Schallschnelle c´ wie folgt schreiben, vgl. Michalke (1986)/10/:
D
Dtdiv cs
0 , (B.2)
sDc
Dtgrad p
, (B.3)
Dp
Dta
D
Dt 2
. (B.4)
http://mv.fh-duesseldorf.de/d_pers/Kameier_Frank/c_veroeffentlichungen/Dissertation_kameier220405d.pdf