Der Einfluss des Leckflusses an der Blattspitze auf die Teillastleistung eines Mischstrompumpenlaufrades

Die Strömungsphänomene im Bereich der positiven Steigung der Kopf-Durchfluss-Eigenschaft wurden experimentell an einem Mischstrompumpenlaufrad bei verschiedenen Spaltbreiten sowohl für ummantelte als auch für nicht ummantelte Fälle untersucht. Eine positiv geneigte Kopf-Durchfluss-Eigenschaft (plötzlicher Druckkopfabfall) wurde durch den Beginn einer umfangreichen Strömungsabtrennung im Laufrad an der Ecke der Gehäuse-Saugleitfläche verursacht. Die Eckenabtrennung in nicht ummantelten Fällen trat bei einem viel niedrigeren Durchfluss auf als im ummantelten Fall, aufgrund des günstigen Effekts des Leckflusses an der Blattspitze, der die Wirbelregion von der Ecke weg verschob. Die Wechselwirkung zwischen den Leckflüssen an der Blattspitze und den Sekundärströmen sowie die Bildung der Wirbelregionen in ummantelten und nicht ummantelten Fällen wurden auf der Grundlage experimenteller Beobachtungen und Berechnungen mit dem Dawes dreidimensionalen Navier-Stokes-Code erklärt. Im ummantelten Fall wurde der Durchfluss, bei dem ein plötzlicher Druckkopfabfall auftrat, durch die Einführung eines Leckflows durch einen Spalt zwischen der Ummantelung und der Blattspitze erheblich gesenkt. Die Rückströmung am Einlass wurde durch die Eckenabtrennung ausgelöst und entwickelte sich bei größeren Spaltbreiten allmählicher. Sowohl der erhöhte Verlust aufgrund der umfangreichen Strömungsabtrennung als auch der verringerte Euler-Kopf, verursacht durch die abrupte Änderung des Strömungsmusters infolge der Rückströmung am Einlass, waren verantwortlich für die Entstehung der positiv geneigten Kopf-Durchfluss-Eigenschaft im nicht ummantelten Fall, wenn der Spalt klein war, während der erhöhte Verlust der Hauptfaktor im ummantelten Fall war.