Experimentelle Untersuchungen an neu entwickelten Verdichtern werden am Radialverdichterprüfstand zur Validierung neuer Designkonzepte und numerischer Strömungssimulationen durchgeführt. Zum Einsatz kommen neben der konventionellen Messtechnik verstärkt optische Messverfahren (punktuell und flächig) sowie im immer stärkeren Maße zeitauflösende Sensoren und Messsysteme, welche hier oft an die extremen Bedingungen (Druckverhältnis, Temperatur usw.) speziell adaptiert werden müssen.
Die Luft wird über ein Filtergehäuse, ein Venturirohr und einen Strömungsgleichrichter angesaugt. Im Laufrad erfährt diese durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit eine große kinetische Energie, die dann im anschließenden Diffusor in Druckenergie umgewandelt wird. Mit der stufenlos einstellbaren Drossel in der Austrittsstrecke können die gewünschten Druckverhältnisse und Massenströme eingestellt werden. Die bis zu 230°C heiße Luft tritt über einen am Ende der Austrittsstrecke eingebauten Schalldämpfer in die Umgebung aus.
Abbildung 1: SRV4 mit Kompaktdiffusor
Zur Kennfeldermittlung werden die Totaldrücke und Totaltemperaturen vor und hinter der Stufe sowie Massenstrom und die Drehzahl gemessen. Der Massenstrom wird über das Venturirohr in der Ansaugstrecke bestimmt. Zusätzlich zur Drehzahlbestimmung durch einen Tachogenerator am Motor, kann die Drehzahl auch über verschiedene Triggersignale an der Verdichterwelle ermittelt werden.
Abbildung 2: Prüfstand-Innenansicht
Die Totaltemperaturmessung vor dem Verdichter erfolgt in der Zulaufleitung mit 500 mm Durchmesser. Hinter dem Verdichter wird die Totaltemperatur mit vier Sonden in der Druckleitung und zwei weiteren Sonden im Sammelraum gemessen. Längs der Außenkontur des Laufrades sind eine Reihe statischer Druckmessbohrungen vorhanden, über die der Druckaufbau vom Radeintritt bis zum Diffusoraustritt bestimmt wird.
Neben diesen konventionellen Messtechniken kommen folgende optische Messverfahren zum Einsatz: Laser-Zwei-Focus Velocimetry (L2F), 2D und 3D-Particle Image Velocimetry (PIV), Doppler Global Velocimetry (DGV) (Abbildung 3).
Um detaillierte Kenntnisse und Informationen über aerodynamische Schallentstehungsmechanismen und die Geräuscheigenschaften von Radialverdichtern zu erhalten, werden Akustikmessungen durchgeführt, die spezielle Einbauten wie den reflexionsarmen Kanal, sowie einen mit Mikrofonen bestückten Drehkanal in der Ansaugstrecke erfordern.