Kennfeldmessung eines Radialverdichters mit Drehzahl- und Vordrallregelung

Abstract

Im Besitz des Labors für thermische Turbomaschinen des Instituts für Energietechnik und Thermodynamik der TU Wien befinden sich verschiedene Luftversorgungseinrichtungen, darunter auch ein Radialverdichter PGW HL 100 / 50 / 00. Dieser wurde im Zuge der Übersiedlung des Labors an den Standort Arsenal neu aufgebaut und wird dort durch einen drehzahlregelbaren Gleichstrommotor angetrieben. Zusätzlich bietet ein vorgeschalteter Vordrallregler eine weitere Regelmöglichkeit. Um in weiterer Folge als Luftversorgung einer Versuchsanlage Verwendung finden zu können, ist die Kenntnis des Kennfeldes des Radialverdichters erforderlich. Ein solches beschreibt das Betriebsverhalten eines Verdichters und wird meist durch den Zusammenhang zwischen dem vom Verdichter erzeugten Druckverhältnis und dem sich dabei einstellenden Massenstrom bei unterschiedlichen Drehzahlen dargestellt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollen Kennfelder des Radialverdichters PGW HL 100 / 50 / 00 für unterschiedliche Drehzahlen und Winkelstellungen des Vordrallreglers experimentell bestimmt werden. Zusätzlich erfolgen die Ermittlung des inneren Wirkungsgrades und der inneren Leistung sowie ein Vergleich der dimensionslos dargestellten Kennlinien unterschiedlicher Verdichterdrehzahlen und Winkelstellungen des Vordrallreglers. Zum Abschluss wird ein Vergleich zwischen dem mittels Drehzahlregelung aufgenommenen Kennfeld und einem Herstellerkennfeld durchgeführt.

The collection of the Institute for Energy Systems and Thermodynamics of the Technische Universität Wien contains several compressors for serving the purpose of a compressed air supply. One of them is the radial compressor PGW HL 100 / 50 / 00. In the course of the move of the laboratory for thermal turbomachinery to the Arsenal this compressor was installed in a new test stand and is now driven by a direct current motor, which allows the compressor to be operated with variable speed. In addition the compressor can be regulated via variable inlet-guide vanes. For the purpose of serving as a compressed air supply unit for the test stand in which the compressor is installed in, knowledge of its so called compressor map is needed. This compressor map provides information about the compressors operational behaviour, usually it shows the connection between pressure ratio and mass flow at various speeds. It is therefore the objective of the present study to experimentally determine compressor maps of the PGW HL 100 / 50 / 00 for several speeds and angular positions of the inlet-guide vanes. Additionally the efficiency and power requirement of the compressor are calculated and the characteristics of the compressor maps in their dimensionless form are compared with each other. At the end a comparison between the determined compressor map for various speeds and a compressor map provided by the manufacturer is realized.