DE746904C

DE746904C - Einrichtung zur Verhinderung des Abreissens der Stroemung in steilwandigen Diffusoren

Info

Publication number: DE746904C
Application number: DEH163605D
Authority: DE
Priority date: 1940-10-31
Filing date: 1940-10-31
Publication date: 1944-12-27

Description

Einrichtung zur Verhinderung des Abreißens der Strömung in steilwandigen Diffusoren Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmeaustauscher und insbesondere Blockkühler für Luftfahrzeuge mit einem mölichst verlustlos arbeitenden Eintrittsdiffusor zu versehen. Im allgemeinen liegen -die Verhältnisse bei Eintrittsdiffusoren für Blockkühler günstig, ;da -in diesen die Kühlluft wegen des hohen Widerstandes des Kühlers weniger zum Abreißen der Strömung wie in üblichen Difrüsoren neigt und der Eintrittsdiffusor hier also gewissermaßen volllaufen kann. Trotzdem kommt es bei sehr steilem Querschnittsanstieg, d. h. bei öffnungswinkel größer als q.5°, doch zu einemAbreißen der Strömung, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers erheblich herabgesetzt wird. Mit Rücksicht auf die Unterbringung des Wärmeaustauschers, zum Beispiel im Tragflügel; lassen sich jedoch häufig derartig steile Querschnittsanstiege nicht vermeiden.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades von solchen Wärmeaustauschern mit steilem und insbesondere unsymmetrisch gebautem Eintrittsdiffusor ist bereits vorgeschlagen, den Wärmeaustatischer so zu bauen, daß in ihm ein nach dein Rande zu abnehmender Strömungswiderstand herrscht. Dieser Vorschlag bringt jedoch nur eine geringe Verbesserung und hat außerdem den Nachteil einer schwierigeren und teueren Herstellung.
Die vorliegende Erfindung stellt :eine andere Lösung der Aufgabe dar, wie bei einem Wärmeaustauscher mit steilem Eintrittsdiffusor das Abreißen .der Strömung verhindert wird, wobei der Wärmeaustauscher über den ganzen Querschnitt .einen gleichmäßigen Widerstand und damit eine gleichmäßige Durchströmung aufweist. Die Lösung wird bei einem Eintrittsdiffusor mit einer von der Einmündung erst wenig und keinen Druckanstieg der Kühlluft hervorrufenden und dann steil zu dem Wärmeaustauscher führenden Wand dadurch erreicht, daß im Bereich des Druckanstieges vor dem Kühler ein Leitgitter mit verhältnismäßig kurzen Leitschaufeln und im Randgebiet der stärksten Strömnngsumlenkung zwischen der Kanalbegrenzung und dem Wärmeaustauscher oder der mit ihm bündig liegenden äußersten Leitschaufel des Leitgitters ein insbesnndere als Difftisor ausgebildeter Spalt vorgesehen ist. Durch einen Spalt kann ein Druckanstieg im Bereich der Diffusorwand überhaupt vermieden werden, da infolge des hinter dein Kühler herrschenden Unterdruckes die Strömung eine kräftige. Beschleunigung erhält. Noch kräftiger ist die an dieser Stelle stattfindende Grenzschichtabsaugung,wenn der Spalt als Diffusor ausgebildet ist.
Die Erfindung gestattet die Verwendung von Wärmeaustauschern finit über dem Otterschnitt gleichmäßigem Widerstand bei gleichzeitiger Anwendung kurzer und sehr steiler Eintrittsdifftisoren. Sie eignet sich daher besonders gut für in den Tragflügel einzubauende Wärmeaustauscher.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Abbildung därgestellt. Sie zeigt einen Düsenkühler im Tragflügel eine Luftfahr7euges. i stellt einen Blockkühler mit über dem Querschnitt gleichmäßigem Strömungswiderstand dar. :2 ist ein finit einer Auswölbung versehener Tragflügel, in den der Blockkühler zum größten Teil hineinragt. 3 stellt eine an der Unterseite des Kühlers vorgesehene Verkleidung dar. Der erste Teil des Eintrittsdiffusors .d weist einen etwa einer Hyperbel zweiter Ordnung entsprechenden und keinen Druckanstieg denKühlluft hervorrufenden Querschnittsanstieg auf. Der Druckanstieg erfolgt im wesentlichen vom Punkt ab in dem kurzen, vor dein Kühler liegenden Diffusorabschnitt. In diesem Gebiet ist der kühler mit einem Leitgitter versehen, das den Druckanstieg von der Kühlerverkleidung zum größten Teil fernhält. Die Umlenkschaufeln haben je nach dein Umlenkwinkel verschiedene Gestalt. Die stärkste Krümmung weist die äußerste Leitschaufel ? auf, eine weniger starke Krümmung die Leitschaufeln 8, 9 und 1o. Jede dieser Leitschaufeln nimmt einen Teil des Druckes auf, wodurch die äußeren Teile des Diffusors vom Druck entlastet werden. Um das Gebiet zwischen ,dein Wandteil 6 des Diffusors und der äußerten Leitschaufel ? von einem Druckanstieg völlig zu entlasten, ist zwischen Kühlerverkleidung Kühler ein Spalt i i vorgesehen. Durch diesen Spalt findet am äußeren Umfall- des Diffusors eine kräftige Grenzschichtabsaugung statt, wodurch ein Abreißen der Strömung unter allen Umständen vermieden wird.
Wie bereits erwähnt, sind die «-eiter nach innen gelegenen Leitschaufeln 8, 9, 1o usw. nicht so wesentlich wie die äußerste Leitschaufel 7. Die im unteren Teil des Diffusors gelegenen Leitschaufeln können daher ohne große Nachteile auch fortgelassen werden. Im Grenzfall besteht das Umlenkgitter dann nur noch aus der äußersten Leitschaufel 7.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Verhinderung des Abreißens der Strömung in steilwandigen Diffusoren, insbesondere im Kühlluftleitkanal mit einer von der Einmündung erst wenig und dann steil zu einem Wärmeaustauscher führenden Wanrl in Luftfahrzeugen. gekennzeichnet durch die Vereinigung der Merkmale: a) die Stirnseite des Wärmeaustauschers (i) weist ein Leitgitter mit verhältnismäßig Ihurzen Leitschaufeln (8,99 1o) auf und b) im Gebiet der stärksten Strömungsumlenkung ist zwischen der Kanalbegrenzung (3, 6) und dem M'ärmeaustauscher oder der mit ihm bündig liegenden äußersten Leitschaufel (7) ein insbesondere als Diffusor ausgebildeter Spalt (i r) vorgesehen. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vorn Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 299 8oo, 681 I2o; französische Patentschrift 688 873; USA.- - .. -2-168166.