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Reduzierung der Schallemission von Axialventilatoren durch Vorderkantenmodifikationen

* Presenting author
Day / Time: 22.03.2018, 10:00-10:20
Room: MW 1550
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Abstract: Die Schallabstrahlung von Axialventilatoren wird maßgeblich von der Geometrie der Laufradschaufel und den Einströmrandbedingungen bestimmt. Insbesondere bei einer Zuströmung mit hohen Turbulenzgraden ist eine verstärkte Schallabstrahlung zu erwarten. Basierend auf Untersuchungen an Tragflügeln gibt es Ansätze, um insbesondere den Schallentstehungsmechanismus, der mit solchen Zuströmbedingungen verknüpft ist, den sog. Zuströmturbulenzschall, zu verringern. Dabei wird die üblicherweise gerade Vorderkantengeometrie sinus- oder zackenförmig ausgeführt. Die Schallabstrahlung von Tragflügeln konnte dadurch maßgeblich verringert werden.Um die Wirksamkeit solcher Vorderkantenmodifikationen im rotierenden System zu überprüfen, wurde eine Parameterstudie an einem generischen Axialventilator durchgeführt. Bei diesem wurden anstelle profilierter und verdrillter Laufradschaufeln gerade Platten verbaut. Neben dem Referenz-Ventilator wurden vier weitere Konfigurationen mit sinusförmigen Vorderkanten und unterschiedlichen Parametern für Wellenlänge und Amplitude der Sinusfunktion hinsichtlich ihrer aerodynamischen und akustischen Eigenschaften untersucht. Die Experimente wurden bei zwei verschiedenen Einströmrandbedingungen – mit und ohne Turbulenzgitter – durchgeführt.Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl der Druckaufbau als auch der Wirkungsgrad durch die modifizierten Vorderkanten verbessert wird. Des Weiteren wird die Schallemission durch die modifizierten Vorderkanten deutlich verringert. Dies zeigt sich in einer Reduzierung der breitbandigen und auch der tonalen Schallanteile. Die Verbesserung der aerodynamischen und auch der akustischen Eigenschaften ist dabei vor allem von der Wellenlänge der Sinusfunktion abhängig.