A parameter study on the influence of fillets on the compressor cascade performance

In order to evaluate the influence of fillets in a high speed compressor cascade with an aspect ratio of h/c = 1 a parameter study has been performed. Fillets of different radii from 1 to 5mm (2.5%c-12.5%c) between the side wall and stator vanes have been investigated at inlet Mach numbers of M = 0.5 and M = 0.66 and at a Reynolds number of Re = 5.6 ź 10⁵ based on the chord length. The heights of the fillets were chosen with regard to manufacturing aspects for blade integrated disks (Blisk). The measurements were accomplished with a total pressure rake combined with angle probes which provides information on total pressure loss, efficiency and outflow angle of the cascade. For comparison and estimation of the performance of the fillet equipped cascade a reference cascade without fillets was measured and the differences between the individual test cases will be shown in quantitative numbers and values as well as qualitative pictures. In the measurements for this paper a dependence between the fillet height and the total pressure loss coefficient became apparent.

W celu oszacowania wpływu powierzchni przejściowej łopatek w wysokoobrotowych sprężarkach kaskadowych o współczynniku kształtu h/c = 1 na ich wydajność w pracy przeprowadzono analizę parametryczną układu. Profile przejściowe o promieniach zaokrągleń od 1 do 5mm (2.5%c-12.5%c) pomiędzy powierzchnią osadzenia a łopatką kierownicy badano dla prędkości napływu 0.50-0.66M i liczbie Reynoldsa Re = 5.6 ź 10⁵ przy zadanej długości cięciwy łopatki. Wysokość profilu przejściowego dobrano ze względów technologicznych typowych dla dysków zintegrowanych z łopatkami. Pomiary dokonano za pomocą czujników ciśnienia i próbników kątowych, co pozwoliło na zgromadzenie informacji o całkowitych stratach ciśnienia, sprawności i wartości kąta odpływu z kaskady. Dla celów porównawczych i wyznaczenia wydajności sprężarki przeprowadzono pomiary w kaskadzie referencyjnej pozbawionej powierzchni przejściowych. Różnice dla poszczególnych testów pokazano ilościowo na wartościach konkretnych parametrów i jakościowo na odpowiednich rysunkach. Pomiary wykazały wyraźną zależność pomiędzy wysokością profilu przejściowego i współczynnikiem całkowitych strat ciśnienia.