Die tonalen Geräuschkomponenten von Radialverdichtern, der so genannte Drehklang, der als hoher Pfeifton in Erscheinung tritt, ist besonders störend. Der derzeitige Stand der Forschung ist dadurch gekennzeichnet, dass es kaum ausreichende theoretische und experimentelle Untersuchungen zur aerodynamischen Geräuschentstehung von Radialverdichtern gibt. Obwohl die grundlegenden Mechanismen der Schallentstehung die selben sind, ist für axiale Strömungsmaschinen wesentlich mehr Wissen erarbeitet worden.
Ziel
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Reduzierung des Drehklanges von hochbelasteten Radialkompressoren durch konstruktive Maßnahmen an den Geräuschquellen. Dazu ist es notwendig, detaillierte Erkenntnisse und Informationen über aerodynamische Schallentstehungsmechanismen und die Geräuscheigenschaften von Radialverdichtern zu erhalten.
Lösungsweg
Die Schallmessungen werden an dem Radialverdichterprüfstand des Instituts für Antriebstechnik des DLR in Köln vorgenommen. Diese Anlage wurde speziell für die Analyse transsonischer Strömungen konzipiert.
Die ersten Messungen wurden an dem Versuchslaufrad mit der Bezeichnung SRV 2 mit beschaufeltem und unbeschaufeltem Diffusor durchgeführt, die Messungen an dem aerodynamisch verbesserten Laufrad SRV 4 mit beschaufeltem sowie unbeschaufeltem Diffusor stehen noch aus.
Die Ergebnisse der Messungen werden im Zusammenhang mit dem jeweiligen Betriebspunkt untersucht, um so zunächst die Abhängigkeiten der Geräuschentwicklung von den einzelnen Betriebsparametern Massenstrom, Druckerhöhung, Drehzahl zu klären. Ein weiterer Untersuchungsgegenstand ist der Einfluss der Beschaufelung des Diffusors und aerodynamischer Verbesserungen am Laufrad auf die Schallemission.
Die Zerlegung der Spektren in aerodynamische Anregungsspektren und Systemfrequenzgänge ist Voraussetzung für eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Verdichterbaugrößen nach den Gesetzen der akustischen und strömungsmechanischen Ähnlichkeiten.