Die am Institut für Fluidsystemtechnik entwickelte Methode basiert auf der Definition der Ineffektivität ε≔1-η und für deren Anwendung werden die Reibungsverluste mit Hilfe der vorgegebenen Geometrie bestimmt. Dadurch wird ein Zusammenhang zwischen Reynoldszahl Re, Geometrie und Wirkungsgrad hergestellt, der damit auch über die Reynoldszahländerung skalierbar ist.
Zu diesem Zweck wurden unterschiedliche radiale und axiale Ventilatortypen (Schnelllaufzahl σ=0.1 bis 1.5) mit unterschiedlichen Skalierungen aerodynamisch vermessen. Mit den ermittelten Kennfelddaten wurde die bisherige Aufwertemethodik validiert, so dass das Cordier-Diagramm ausreichend abgedeckt wird. Zusätzlich wird ein langsam läufigen Ventilatoren bei Machzahlen Ma=0.55 betrieben, um kompressible Effekte zu untersuchen (Abbildung 2).
Die Ergebnisse zeigen, dass bei hohen Machzahlen und geringen Schnelllaufzahlen diese kompressiblen Effekte so stark auftreten können, so dass diese die aufwertenden Effekte übertrumpfen und so für eine Abwertung des Wirkungsgrades sorgen. Da dieser Effekt bisher noch nicht berücksichtigt wird, werden am Institut analytische Verlustmodelle entwickelt und mittels experimentellen und numerischen Untersuchungen validiert. Dazu zählen neben der Beschreibung der Wandreibung auch der Carnot- und der Inzidenzverlust für kompressible Strömungen (Abbildung 3).
Um die oben beschriebenen Verlustmodell weiter zu erforschen und zu validieren, sind Untersuchungen in einer Druckkammer geplant. Durch die Druckkammer kann die Dichte variiert werden und somit auch Mach- und Reynoldszahl unabhängig voneinander. Schluss endlich soll eine validierte Auf- und Abwertemethodik entwickelt werden, die
- physikalisch basiert und
- universell anwendbar ist.
Das bedeutet, dass die Methode alle physikalisch relevanten Effekte berücksichtigt und für axiale und radiale Ventilatoren gültig ist.
