Fluidenergiemaschinen: Band 2: Auslegung, Gestaltung, Betriebsverhalten Ausgewählter Verdichter- Und Pumpenbauarten

ISBN-13: 9783540154785 / Niemiecki / Miękka / 1986 / 606 str.

W. Fister

Opis

Herr Prof. Dr.-Ing. Werner Fister starb plotzlich und unerwartet am 27. November 1985. Zu diesem Zeitpunkt hatte er siimtliche Arbeiten fur den vorliegenden Band 2 seines Buches "Fluidenergiemaschinen" als Autor abgeschlossen, wodurch uns das in langer Berufserfahrung gesammelte Wissen dieses hochverdienten Wissenschaftlers erhalten blieb. Herr Fister wurde 1918 in Paderborn geboren. Er leistete nach Abitur und Arbeits dienst seit 1937 Wehrdienst bei der Fliegertruppe. Wiihrend des zweiten Weltkriegs erhielt er als Oberleutnant und Flugzeugfiihrer, zuletzt auf dem Diisenjiiger ME 262, hohe Auszeichnungen. Er begann sein Studium nach dem Krieg an der T.H. Aachen, wo er 1953 promovierte. Seine Priifungen, das Abitur, die Diplomvorpriifung, die Diplomhaupt priifung und die Promotion wurden "Mit Auszeichnung" bewertet. Nach erfolgreicher Industrietiitigkeit - er war zuletzt Prokurist und Direktor der GHH - wurde Herr Fister 1966 zum ordentlichen Professor und Direktor des Instituts fiir Energietechnik an die Ruhr-U niversitiit Bochum berufen, wo er bis zu seinem Tode sehr erfolgreich wirkte. In der Personlichkeit des Herrn Prof. Dr. Fister waren in hervorragender Weise hochwertige wissenschaftliche Qualitiiten, wirtschaftliches Denken, piidagogisches Geschick, Uberzeugungskraft und Sinn fUr praktische Realitiiten mit den besten menschlichen Qualitiiten wie Bescheidenheit, Charakterfestigkeit und menschliche Wiirme vereint. Als Ingenieur und als Hochschullehrer war er richtungsweisend tiitig und die Fachwelt wird stets in Dankbarkeit dessen gedenken, was Herr Fister ihr gegeben hat."

Spis treści

7. Bauformen ausgeführter Maschinen.- 7.1 Radialverdichter (-pumpen).- 7.1.1 Arbeitsübertragende Bauelemente.- 7.1.1.1 Laufradbauformen.- 7.1.1.2 Laufrad-Schaufelformen.- 7.1.1.3 Rotorausführungen.- 7.1.2 Strömungsrelevante Bauelemente.- 7.1.2.1 Eintrittsstutzen.- 7.1.2.2 Diffusoren.- 7.1.2.3 Rückführkanäle.- 7.1.2.4 Austrittsstutzen.- 7.1.3. Wärmeabführende Bauelemente.- 7.1.3.1 Kühlungsart.- 7.1.3.2 Kühleranordnung.- 7.1.4 Stufenkombinationen.- 7.1.4.1 Stufenschaltung.- 7.1.4.2 Stufenanordnung.- 7.2 Axialverdichter (-pumpen).- 7.2.1 Arbeitsübertragende Bauelemente.- 7.2.1.1 Laufradbauformen.- 7.2.1.2 Laufrad-Schaufelformen.- 7.2.1.3 Rotorausführungen.- 7.2.2 Strömungsrelevante Bauelemente.- 7.2.2.1 Eintrittsstutzen.- 7.2.2.2 Leiträder.- 7.2.2.3 Enddiffusoren.- 7.2.2.4 Austrittsstutzen.- 7.2.3 Wärmeabführende Bauelemente.- 7.2.3.1 Kühlungsart.- 7.2.3.2 Kühleranordnung.- 7.2.4 Stufenkombinationen.- 7.2.4.1 Stufenschaltung.- 7.2.4.2 Stufenanordnung.- 7.3 Schraubenverdichter.- 7.3.1 Arbeitsübertragende Bauelemente.- 7.3.1.1 Haupt- und Nebenläufer.- 7.3.1.2 Läuferformen.- 7.3.1.3 Profilformen.- 7.3.1.4 Rotorausführungen.- 7.3.2 Strömungsrelevante Bauelemente.- 7.3.2.1 Eintrittsstutzen.- 7.3.2.2 Gehäuseform.- 7.3.2.3 Austrittsstutzen.- 7.3.3 Wärmeabführende Bauelemente.- 7.3.3.1 Kühlungsart.- 7.3.3.2 Kühleranordnung.- 7.3.4 Stufenkombinationen.- 7.3.4.1 Stufenschaltung.- 7.3.4.2 Stufenanordnung.- Literatur zu Kapitel 7.- 8. Baureihen.- 8.1 Ähnlichkeitsbetrachtungen.- 8.1.1 Weitere Kenngrößen.- 8.1.2 Funktionstüchtigkeit bei Maßstabsänderungen.- 8.2 Baugrößenabstufungen.- 8.2.1 Normzahlreihen.- 8.2.2 Verdichterstufen konstanter Schnellaufzahl.- 8.2.3 Pumpenstufen konstanter Schnellaufzahl.- 8.2.4 Pumpen- und Verdichterstufen gestaffelter Schnellaufzahlen.- 8.3 Anpassung der Baugrößen an abweichende Betriebsdaten.- 8.3.1 Drehzahländerung des Laufrades.- 8.3.2 Durchmesseränderung des Laufrades.- 8.3.3 Meridiankonturänderung des Laufrades.- 8.3.4 Geometrieänderung der Leiträder bzw. Diffusoren.- 8.3.5 Bemerkungen zum Stoffgrößeneinfluß.- Literatur zu Kapitel 8.- 9. Allgemeine Bauelemente.- 9.1 Gehäuse.- 9.1.1 Gehäusewände und -böden.- 9.1.2 Gehäuseflansche.- 9.2 Wellen.- 9.2.1 Statische Torsionsbeanspruchung.- 9.2.2 Biegekritische Drehzahlen.- 9.2.3 Torsionskritische Drehzahlen.- 9.3 Lager.- 9.3.1 Wälzlager.- 9.3.2 Gleitlager.- 9.4 Dichtungen.- 9.4.1 Berührende Dichtungen.- 9.4.1.1 Stopfbuchsen.- 9.4.1.2 Einfache Gleitringdichtungen.- 9.4.2 Berührungsfrei arbeitende Dichtungen.- 9.4.2.1 Labyrinthdichtungen.- 9.4.2.2 Hydrodynamische Gleitringdichtungen.- 9.4.2.3 Schwimmringdichtungen.- Literatur zu Kapitel 9.- 10. Radialverdichter und -pumpen.- 10.1 Laufrad.- 10.1.1 Schaufelgitterarbeit.- 10.1.1.1 Vereinfachte Bewegungsgleichung.- 10.1.1.2 Nicht-schaufelkongruente Abströmung.- 10.1.1.3 Minderleistungs- bzw. Slipfaktoren.- 10.1.2 Hauptabmessungen.- 10.1.2.1 Austrittsdurchmesser und -winkel.- 10.1.2.2 Nabendurchmesser.- 10.1.2.3 Eintrittsdurchmesser und -winkel.- 10.1.2.4 Schaufelzahl.- 10.1.2.5 Austrittsbreite.- 10.1.3 Meridiankonturen.- 10.1.3.1 Kanalverlauf.- 10.1.3.2 Radscheibe.- 10.1.3.3 Deckscheibe.- 10.1.4 Beschaufelung.- 10.1.4.1 Prismatische Schaufeln.- 10.1.4.2 Verwundene Schaufeln.- 10.1.5 Überprüfung der funktionsrelevanten Geometrie.- 10.2 Diffusoren.- 10.2.1 Plattendiffusor.- 10.2.1.1 Unbeschaufelte Ausführung.- 10.2.1.2 Beschaufelte Ausführung.- 10.2.2 Spiralen.- 10.2.2.1 Rotationssymmetrisches Gehäuse konstanter Breite.- 10.2.2.2 Gehäuse kreisförmigen Querschnitts.- 10.2.3 Röhrendiffusor.- 10.3 Rückführkanäle.- 10.4 Flußbilder für die Stufenauslegung.- 10.5 Bemerkungen zu Fertigungsverfahren.- Literatur zu Kapitel 10.- 11. Axialverdichter und -pumpen.- 11.1 Lauf- und Leitrad.- 11.1.1 Vereinfachte Bewegungsgleichung.- 11.1.2 Verwindungsgesetze.- 11.1.2.1 Konstanter Drall.- 11.1.2.2 Verwindungsgesetz c? u/u = const.- 11.1.2.3 Weitere Verwindungsgesetze.- 11.1.3 Hauptabmessungen.- 11.1.3.1 Nabenverhältnis v.- 11.1.3.2 Nabendurchmesser und Nabentotwasser.- 11.1.3.3 Einfluß des Reaktionsgrades und der Meridianflußzahl.- 11.1.3.4 Belastungsgrenzen axialer Schaufelgitter.- 11.1.3.5 Einfluß der Mach-Zahl.- 11.1.3.6 Einfluß der Reynolds-Zahl und des Turbulenzgrades.- 11.1.3.7 Einfluß der realen Meridiangeschwindigkeitsverteilung.- 11.1.4 Schaufelprofile und -gitter.- 11.1.4.1 Das Einzelprofil und seine Stellung im Gitter.- 11.1.4.2 Profilfamilien.- 11.1.4.3 Profilauswahl für Axialpumpen.- 11.1.4.4 Profilauswahl für Axialverdichter.- 11.1.4.5 Verluste und Wirkungsgrade.- 11.1.4.6 Gestaltung des gesamten Schaufelblattes.- 11.2 Maschineneintritt.- 11.3 Diffusoren und Austrittsstutzen.- 11.4 Flußbilder zur Auslegung.- 11.4.1 Pumpengeometrie.- 11.4.2 Verdichtergeometrie.- 11.5 Bemerkungen zur Schaufelherstellung.- Literatur zu Kapitel 11.- 12. Schraubenverdichter.- 12.1 Rotor- und Gehäusegeometrie.- 12.1.1 Profilauswahl.- 12.1.2 Hauptabmessungen.- 12.1.3 Überprüfung der funktionsrelevanten Geometrie 3'.- 12.1.4 Flußbild für die Stufenauslegung.- 12.2 Profiloptimierung.- 12.3 Bemerkungen zur Läuferfertigung.- Literatur zu Kapitel 12.- 13. Spezielle Meß- und Rechenverfahren.- 13.1 Geschwindigkeitsmessungen.- 13.1.1 Funkenblitzverfahren.- 13.1.2 Laser-Zwei-Fokus-Verfahren.- 13.1.3 Einige Anwendungen.- 13.2 Infrarotthermografie.- 13.3 Unmittelbare Laufraddrehmomentmessung.- 13.4 Strömungsrechnungen.- 13.4.1 Stromflächenverfahren.- 13.4.2 Querstromflächenverfahren.- 13.4.3 Zweidimensionales elliptisches Verfahren.- 13.5 Elastomechanische Rechnungen.- 13.5.1 Gitterrostverfahren.- 13.5.1.1 Einige Grundlagen.- 13.5.1.2 Festigkeitsuntersuchungen an Radiallaufrädern.- 13.5.2 Finite-Element-Verfahren.- 13.5.2.1 Einige Grundlagen.- 13.5.2.2 Festigkeitsuntersuchungen an Radiallaufrädern.- 13.5.2.3 Schwingungsuntersuchungen an Schaufeln.- 13.5.2.4 Verformungsuntersuchungen an Schraubenverdichtern.- 14. Kennlinien und Betriebsverhalten.- 14.1 Kennlinien von Einzelstufen.- 14.1.1 Kennlinien von Strömungsverdichter- und -pumpenstufen.- 14.1.1.1 Entstehung der Kennlinien.- 14.1.1.2 Darstellung der Kennlinien.- 14.1.2 Kennlinien von Schraubenverdichterstufen.- 14.1.2.1 Entstehung der Kennlinien.- 14.1.2.2 Darstellung der Kennlinien.- 14.2 Kennlinienanomalitäten.- 14.2.1 Instabilitäten.- 14.2.1.1 Rotierende Abreißströmung.- 14.2.1.2 Verdichterstabilitätsgrenze.- 14.2.2 Mach-Zahleinflüsse.- 14.2.2.1 Verdichtungsstöße.- 14.2.2.2 Sperrgrenze.- 14.2.3 Kavitation.- 14.2.3.1 Einflußgrößen.- 14.2.3.2 Prophylaktische Grenzwerte.- 14.3 Kennliniensuperposition von Einzelstufen.- 14.4 Steuerung der Strömungsverdichter und -pumpen.- 14.4.1 Drehzahländerung.- 14.4.2 Schaufelverstellung.- 14.4.3 Drosselung.- 14.4.4 Entnahme.- 14.4.5 Einspeisung.- 14.5 Umrechnung von Radialverdichterkennlinien.- 14.5.1 Quasi-ähnliche Strömungsverhältnisse.- 14.5.1.1 Das bezogene Volumenstromverhältnis als Kriterium.- 14.5.1.2 Toleranzgrenzen.- 14.5.1.3 Einstellungsbedingungen und Umrechnung.- 14.5.2 Nichtähnliche Strömungsverhältnisse.- 14.5.2.1 Vereinfachte Nachbildung.- 14.5.2.2 Kennlinienanalyse.- 14.5.2.3 Umrechnungsverfahren.- 14.5.2.4 Brauchbarkeitsprüfung.- 14.5.2.5 Empirische Korrekturgleichung für Reynolds-Zahleinflüsse.- 14.6 Umrechnung von Schraubenverdichterkennlinien.- 14.6.1 Beschreibung der „Kaltgeometrie“.- 14.6.2 Kinematik der „Kaltgeometrie“.- 14.6.3 Berechnung des Verdichtungsvorganges.- 14.6.4 Berechnung der Zustandsverläufe.- 14.6.5 Berechnung der Kennlinien.- Literatur zu Kapitel 14.