DE2333903C3 - - Google Patents

Description

gung oder Ausstrahlung wirksam verringert, indem die Profüvorder- und Profilhinter-Kamenbereiche 1 und V relativ zum Strömungsmedium, z. B. Luft, porös sind Solche porösen Biattoberfläciien wurden als weitgehend zur Verringerung der Geräuscherzeugung beitra- s gend erkannt, und zwar anscheinend der folgenden Erscheinungen wegen: Erstens können StrömuEgsschwingungen durch das poröse Oberflächenmaterial bei den Abschnitten 1 und Γ geleitet werden, und zwar zwischen der oberen und unteren Oberfläche oder zwischen Punkten der gleichen Oberfläche, wobei wesentliche Druckschwankungen vermieden werden. Zweitens kann die poröse Oberfläche selbst weniger in der Lage sein, eine Scherbelastung aufzunehmen, als die übliche feste oder undurchdringliche Blattoberfläche. wobei die Entwicklung einer weniger intensiven Turbulenzgrenzschicht verursacht wird Schließlich ergibt die ständige Strömung in den porösen Blattabschnhten einen verstärkten Abstrom und verringerte Druckveränderungen an den Blattabschnitten mit nach unten gerichteter Strömung, wie im Falle von Statoroder Rotorblätter^ in Kompressoren u. dgL

In Fig. 2 ist das Verhältnis des Strömungswiderstandes gc (Dichte mal Geschwindigkeit) des Blattbildes zum Kennwiderstand Z der Luft selbst (oder eines anderen Strömungsmediums) als Funktion der horizontalen Entfernung s längs der in F i g. 1 gezeigten Blattfläche aufgetragen. Die poröse Struktur der Profilvorderkanie 1 ergibt auf der linken Seite einen sich nach unten krümmenden Abschnitt vom Verhältnis eins zum Strömungswiderstand null im festen und undurchdringlichen Zwrschenabschnitt 2 und auf der rechten Seite einen sich nach oben krümmenden Abschnitt über dem Bereich der porösen Profilhinterkante Γ. In einigen Fällen, wie bei gewissen Anwendungen von Turbulenzströmuiigen, sollte die Porosität der Profilvonierkante größer sein als die der Profilhinterkante, wie in Fig. I dargestellt ist, wodurch z. B. die rechtsseitige gestrichelte Kennlinie nach F i g. 2 hervorgerufen wird Zusätzlich wirken die porösen Abschnitte 1 und Γ auch als Schallschlucker von Geräuschen, die sonst vor dem Zusammenwirken mit den Blattgebilden im Strömungssystem erzeugt werden.

Wenn die geometrischen Gegebenheiten es erlauben, sollten die Kanten des Blattes gestreckt sein, um so ein allmählicheres Widerslandsgefälle zu erlauben. Der undurchdringliche Zwischenblauabschnm 2 kann außerdem sehr vorteilhaft in den Fällen eingesetzt werden, in denen der durch die poröse Beschaffenheit der Abschnitte verursachte etwas verringerte Auftrieb am Blatt verstärkt werden muß. Die Verwendung einer undurchdringlichen Scheidewand 20, Fig.3. zwischen den unteren und oberen porösen Abschnitten 10 und IC, kann auch in diesem besonderen Fall von Nuten sein, wobei die Scheidewand vorteilhafterweise kurz vor der vorderen und hinteren Kante des Blattgebildes endet.

Die Grenzen der praktisch möglichen Porosität und die sich ergebende Verringerung des Strömungswiderstandes, die gemäß den Techniken der Erfindung als brauchbar gefunden wurden, liegen zwischen etwa O₀C₀ bis etwa IO-OoCo.

Die Verringerung des dem Blatt eigenen Strömungswiderstandes, insbesondere an der Profilhinterkante, kamt neben der porösen Ausbildung des Blattgebildes gesteigert werden durch z. B. dicht voneinander getrennte, freihängende; kammartige Vorspränge 31. die sich von der Profithinterkante 30" eines Blattes 30 erstrecken, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig.4 gezeigt Die Dimensionierung und Verteilung der Kammzähne erlaubt die gewünschte Einstellung des Strömungswiderstandes; der Strömungswiderstand ist in der Nähe der Verbindungstellen der Zähne hoch und in der Nähe der Spitzen niedrig. Dies ist nicht mit der Profilvorderkantenriffeiverzahnung u. dgL zu verwechseln, die an Flügeln oder ähnlichen Gebilden für den sehr unterschiedlichen Zweck und die Funktion der Absaugung der Grenzschicht zur Verhinderung von Wirbelausbreitung bestimmter Frequenz bei überkritischer Reynolds-Zahl verwendet wird und die nicht imstande ist, als Widerstandsgefälle zu dienen und Vorrichtungen hervorzurufen, wie sie hier gefordert sind

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. M.

   Hand zu weisen. Eine Geräuscnvermindening im

   Pateniansnrüche- Anströmbereich des Süömungsprofils ist mit dieser

   ^^ " bekannten AusführuKg jedoch nicht möglich. Es wird

   bekann g j

   f- 1. Strömungsprofil air Auftriebseizeugung, das tafigBch eine^ Geräuschvenrinderung

   ,-. von einem fließfähigen Medium umströmt wird und 5 Strömungsproiaerreiclit. .

   i'~ bei dem der hmteren Kante benachbart zur Der Erfindung beg! die Aufgabe zugrunde, em

   Vermeidung von durch SchwinguDgen des ffießfahi- Strtoimgsproffl der !nFragestehend^Art zu schaffen

   gen MeZL erzeugten Geräuschen Abschnhtedes und so auszubilden, daß die durch Schwingungen des

   f > Ärömungspiofils aus porösem Material bestehen. fBeßfäiugenMednnmb^gte^erausdiemerhebbch

   dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der io stärkerem Maße vermieden werden können, als dies bei

   Anströmbereich (Uahauch der Abströmbereich (1) den bekannten Strömungsprofflen möglich ist

   desStrÖBnnS^eW^ewesentftiePronT- Diese Aufgabe wml^HKlini^emaB dadurch gelöst.

   brehediB^ng^ndauspor&ie^Niateriaifeteht daß sowohl der Änströmbereich als auch der Abström-

   Z Strömungsprofi] each Anspruch 1, dadurch bereich des Strömungsprofils über eine wesentliche

   gekennzeichnet, daß der Grad der Porosität in den 15 ProfflbreitedufcngehendausporöseiF1 Material!besteht

   eiiizemenBereichenil.lOunterschiedlich-ist. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

   1 Strömungsprofil nach Anspruch I oder 2. insbesondere darin, daß auftretende Stromungsschwin-

   dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Profil aus gungen durch das poröse, für das fließfähige Medium

   porösem Material (10) besteht und daß sich über die durchlässige Material sowohl im Änströmbereich als

   Profilbreite eine Verstärkungsrippe (20) erstreckt *> auch im Abströmbereich des Strömungsprofils zwischen

   deren Enden sowohl von der Profilvorderkante als den beiden einander abgewandten Oberflächen des

   auch von der Profilhinterkame einen Abstand haben. Strömungsprofils hindurchgehen können. Darüber hm

   4. Strömungsprom nach einem der Ansprüche 1 aus kann aber auch das fließfähige Medium durch die bis 3. dadurch gekennzeichnet daß die Porosität zur Oberfläche des porösen Material, eindringen und an Erzeugung eines Strömungswiderstandes (o^o) von 25 einer anderen Stelle durch die gleiche Oberfläche etwa t bis etwa !(»eingestellt ist. wieder austreten. Hierdurch werden wesentliche Druck

   5. Strömungsproftl nach einem der vorhergehen- schwingungen des fließfähigen Mediums beim Anströden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die men des Strömungsprofils vermiedea Auch vermeidet Profilhinterkante (3»") des Strömungsprofils (30) mit das Auftreten von geringeren Scherkräften im Bereich frei hängenden, kammartigen Vorsprüngen (31) 30 des porösen Materials die Entwickhing einer intensiven ausgebildet ist. Turbulenzgrenzschicht und damit die Erzeugung von

   Schwingungen des anströmenden fließfähigen Mediums.

   Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

   Zeichnung und der dargestellten Ausfühningsbeispiele 35 näher erläutert Es zeigt

   Die Erfindung betrifft ein Sttömungsprofil zur Fig. 1 einen Querschnitt eines Rotors oder Stator-

   Auftriebserzeugung, das von einem fließfähigen Medi- blattes oder eines auftriebserhöhenden Flügelblattes, um umströmt wird und bei dem der hmteren Kante das gemäß de.i der Erfindung zugrundeliegenden benachbart zur Vermeidung von durch Schwingungen Techniken konstruiert wurde.

   des fließfähigen Mediums erzeugten Geräuschen 40 F i g. 2 ein Diagramm, bei dem der Strömungswider-Abschnitte des Strömungsprofils aus porösem Material stand als Funktion des Ortes längs des Blattes nach bestehen. Fig. I aufgetragen ist

   Es ist bekannt das Strdmungsprofil von Propellerflü- F i g. 3 eine Ansicht ähnlich der »ach F i g. 1 und 4 eine

   geln mit einem Tuch zu bekleiden, welches den Teildraufsicht einer anderen Ausführungsform.
   Propellerflügeln eine weiche und aufgerauhte Oberflä- 45 Unter Bezugnahme auf F i g. I ist eine Blatlkonstnik ehe verleiht (US-PS 19 46 129). Es ist auch bekannt an tion in der Form einer Flügelart dargestellt wie sie in der Anströmkante eines Strömungsprofils eine kamm- einer Anzahl Maschinen verwendet wird, einzeln oder m artige Struktur vorzusehen (US-PS 29 51 632X Kombination, und die normalerweise, wie erklärt.

   Es ist ferner ein Ströimingsprofil zur Auftriebserzeu- bedenkliche gesundheitsschädliche Geräusche durch gung bekannt das von einem fließfähigen Medium 5° das Zusammenwirken mit der um den Flügel herumflteumströmt wird und bei dem ein in den der Senden Strömung erzeugt Propeller. Kompressoren. Profilhinterkante benachbarten Bereichen angeordne- Turbinen. Düsen. Flügel und Steuerflächen erzeugen tes poröses Material dazu dient, die zur Turbulenz sämtlich derartige Geräusche als Ergebnis der veränneigende Grenzschicht an den Oberflächen dieser derlichen Oberflächenkräfte, die durch das Zusammen-Bereiche in das Profilinnere abzusaugen. Hierzu mündet 55 wirken dieser Blätter mit nach oben strömender das poröse Material im Profitinneren in einem Turbulenz und durch den Turbulenzstrom erzeugt Hohlraum, aus dem das abgesaugte fließfähige Medium werden, der durch das Blatt selbst erzeugt wird Wenn durch eine an diesen Hohlraum angeschlossene die akustische Wellenlänge größer ist als die Flügeltiefe. Absaugquelle aus dem Profifinneren entfernt wird Bei dann wirkt das Blatt als eine einzelne Dipolschallquelle; dieser Ausführungsart ist es jedoch nur möglich, in dem 60 der ausgestrahlte Schalkiruck steht in direkter Bezieschmaien Bereich die Geräuscherzeugung zu vermin- hung zur gleichen Phase veränderlichen Auftriebs am dem, in dem sich das poröse Material befindet Ein Flügel.

   weiterer Nachteil ist auch darin zu sehen, daß die Falls die akustische Wellenlänge viel geringer ist als

   Ausbildung des Strömungsprofils mit einem inneren die Flügeltiefe, können andererseits starke unabhängige Hohlraum sehr aufwendig ist. da der Anschluß des *5 Dipolschallquellen bestehen und zwar sowohl an der Hohlraumes an eine Absaugqueile zusätzliche Einrich- Profilvorder- als auch an der Profilhinter-Oberflächentungen erfordert Außerdem ist die Gefahr von kante des Blattes. Im System nach Fig. 1 sind diese zusätzlichen schadensbedingten Ausfällen nicht von der veränderlichen Drücke und die folgende Druckerzeu-