Title: Auslegung eines Axialventilators mittels Tragflügelverfahren und XFOIL
Language: Deutsch
Authors: Leitgeb, Christof 
Qualification level: Diploma
Keywords: Axialventilator; Auslegung; XFOIL
axial fan; design; XFOIL
Advisor: Willinger, Reinhard 
Issue Date: 2015
Number of Pages: 59
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Kurzfassung Diese Arbeit befasst sich mit der Auslegung eines Axialventilators. Im Allgemeinen gilt es zwischen spezifisch schnellläufigen und spezifisch langsamläufigen Axialventliatoren zu unterscheiden. Hier wird ausschließlich ein spezifisch schnellläufiger Ventilator berechnet und ausgelegt. Bei spezifisch schnellläufigen Axialventilatoren, sogenannten Niederdruckmaschinen, ist das Verhältnis von Schaufelteilung zu Sehnenlänge sehr groß. Das heißt, die Schaufeln stehen weit auseinander. Entscheidend ist, dass damit die gegenseitige Beeinflussung der Schaufeln als vernachlässigbar angenommen werden kann. Basis für die Auslegung der Beschaufelungen solcher Axialventilatoren sind die Auftriebs- und Widerstandsbeiwerte der isolierten Einzelprofile. Im Rahmen dieser Arbeit soll die Auslegung des Niederdruckaxialventilators nach der Methode des Tragflügelverfahrens erfolgen. Dies bedeutet, dass die tragflügelspezifischen Größen wie Auftriebs- und Widerstandsbeiwert mit den Entwurfsgrößen des Ventilators gekoppelt werden. Die Auslegung einer Schaufel erfolgt durch Trennung in fünf Schnitte zwischen Nabe und Gehäuse. Es werden die Schaufelschnitte einzeln untersucht. Jeder Schnitt wird mit einem NACA Profil ausgelegt. Die Untersuchung der Einzelprofile wird mit XFOIL erfolgen. XFOIL ist ein interaktives Programm zur Auslegung und Nachrechnung von Einzelprofilen unter subsonischen Bedingungen. Ziel ist es, ein möglichst geringes Gleitverhältnis in jedem Schnitt zu erlangen, um ein Gesamtprofil zu erzeugen welches einen optimalen Betriebszustand aufweist. Neben diesem Kernpunkt wurde das Interesse auch auf Strömungsgrößen wie Strömungswinkel und Strömungsgeschwindigkeiten gelegt. Die Berechnung wurde auch der Kontrolle nach DE HALLER und STRSCHELETZKY unterzogen, um Einschnürung der Strömung und Ablösung der Grenzschicht, sowie die Ausbildung eines Totwasserkerns zu vermeiden.

Abstract The present work deals with the preliminary aerodynamic design of an axial flow fan. Based on the specific speed, axial flow fans can be divided in low specific speed and high specific speed designs. For high specific speed fans, the cascade solidity, that is the ratio of blade chord length to blade spacing, is low. Furthermore, the hub to tip radius ratio is low. As a consequence, the aerodynamic interaction between the individual blades can be neglected and the flow around a blade can be treated as flow around an isolated airfoil. The present work deals with this kind of high specific speed axial fans. The preliminary design is based on the blade element method, which uses the aerodynamic coefficients of isolated airfoils. These are the lift coefficient as well as the drag coefficient. These nondimensional coefficients are coupled to the specific work of the axial fan and the velocity triangles by the theory for isolated airfoils and the Euler turbomachinery equation. As a result, the required lift coefficients are calculated. The method is applied to five different radial sections along the blade span. NACA four digit airfoil sections are used to define the blade geometry. XFOIL is applied to calculate lift and drag coefficients for NACA airfoils of different camber. The design objective is to find NACA airfoils, which produce the required lift coefficient at minimum drag coefficient. Furthermore, the preliminary design takes into account loading criteria based on the velocity triangles. These are the DE HALLER criterion for maximum flow deceleration and the STRSCHELETZKY criterion to avoid flow separation at the hub. Finally, some concluding remarks and suggestions for further work are provided.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-83451
http://hdl.handle.net/20.500.12708/14520
Library ID: AC12670712
Organisation: E302 - Institut für Energietechnik und Thermodynamik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
Appears in Collections:Thesis

Files in this item:

Show full item record

Page view(s)

14
checked on Feb 18, 2021

Download(s)

95
checked on Feb 18, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in reposiTUm are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.