
The design of single entry radial inflow turbocharger turbine volute
Es wurde ein Auslegungsverfahren entwickelt, um die dimensionslose Spiralgeometrie in Form von Strömungsfläche und Radiusverhältnis als Funktion des Azimutwinkels abzuleiten.
Dieses Auslegungsverfahren basiert auf einer Spezifikation der gewünschten Rotoreinlassbedingungen in Bezug auf die Größe und Richtung der absoluten Machzahl. Die Machzahl und der Strömungswinkel am Spiraleintritt werden zunächst auf der Grundlage des Gesamtradiusverhältnisses der Spirale ausgewählt.
Anschließend wird eine gleichmäßige Beschleunigung der Machzahl mit dem Azimutwinkel angenommen, um die dimensionslose Auslegung der Spiralgehäuse zu entwickeln. Die Konstruktionsziele einer Turbinenspirale bestehen darin, das Arbeitsmedium auf den Rotor zu beschleunigen und ihm einen gewünschten Drehimpuls zu verleihen, das Arbeitsmedium gleichmäßig am Rotorumfang zu verteilen und diese Ziele mit einem minimalen Stagnationsdruckverlust zu erreichen. Die getestete Spirale hat diese Ziele im Großen und Ganzen erfüllt.
Der Stagnationsdruckverlust ist gering, und die Machzahl steigt im Spiralgehäuse gleichmäßig an. Die Strömungsverteilung um den Rotorumfang war zufriedenstellend, mit Ausnahme der Verteilung des Strömungswinkels und damit des Drehimpulses.