Kreiselgebläse Und Kreiselverdichter: Radialer Bauart

ISBN-13: 9783642946158 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 304 str.

Friedrich Kluge

Spis treści

A. Allgemeines.- a) Kolben-, Rotations- und Kreiselverdichter.- b) Geschichtliche Entwicklung des Kreiselgebläse- und Kreiselverdichterbaues.- B. Physikalische Grundlagen.- I. Aus der Thermodynamik.- 1. Arbeitsprozeß des Luftverdichters.- 2. Arbeitsprozeß des Luftverdichters im T,s-Diagramm.- 3. Ermittlung des Polytropen-Exponenten der Verdichtung.- II. Aus der Strömungslehre und Strömungsforschung.- a) Reibungsfreie volumenbeständige Strömung.- 1. Einleitung.- 2. Stromlinien, Stromfäden, Stromröhren.- 3. Kontinuität.- 4. Druckgleichung (Bernoullische Gleichung).- 5. Geschwindigkeitspotential, Potentiallinien, Potentialströmung.- 6. Zirkulation.- 7. Impulssatz.- b) Reibungsbehaftete volumenbeständige Strömung.- 1. Ähnlichkeit, Reynoldssche Zahl.- 2. Strömung im Rohr.- 3. Strömung im Kanal beliebigen Querschnitts.- 4. Düsen- und Diffusorströmung.- Geschwindigkeitsprofile beschleunigter und verzögerter Strömungen.- Strömungsverlauf im Diffusor.- Anlauf- und Auslaufstrecke von Diffusoren.- Erweiterungswinkel von Diffusoren.- Wirkungsgrad des Diffusors.- Ablösungserscheinungen bei Diffusoren.- 5. Strömung in gekrümmten Rohren und Kanälen.- c) Strömungen bei veränderlicher Dichte.- 1. Grundgleichungen.- 2. Düsen.- 3. Fortpflanzung plötzlicher Druckänderungen in Gasen.- 4. Verdichtungsstoß.- 5. Strömungsgeschwindigkeiten in Schallgeschwindigkeitsnähe.- 6. Überschalldiffusor.- C. Einstufige Kreiselgebläse.- I. Energieumwandlung im einstufigen Kreiselgebläse.- a) Reibungsfreie volumenbeständige Strömung.- 1. Einleitung.- 2. Definition der Förderhöhe.- 3. Theoretische Förderhöhe.- 4. Einfluß des Schaufelwinkels auf die theoretische Förderhöhe.- 5. Reaktionsgrad.- 6. Theoretischer Verlauf der Kennlinie.- 7. Der Laufradkanal.- 8. Strömung in umlaufenden Kanälen.- Relativbewegung bei Drehung des Bezugssystems.- Druckverlauf in gleichförmig umlaufenden Kanälen.- Der Kanal gleichen Querschnittsdruckes.- 9. Einfluß endlicher Schaufeldicke und endlicher Schaufelzahl.- Einfluß der Schaufeldicke.- Einfluß der endlichen Schaufelzahl.- 10. Leitvorrichtungen.- Der ringförmige schaufellose Diffusor S..- Leitschaufeln S..- Das Spiralgehäuse S..- Spiralgehäuse mit parallelen Seitenwänden.- Spiralgehäuse mit konischen Seitenwänden.- Spiralgehäuse mit Kreisquerschnitt.- Konischer schaufelloser Diffusor mit Spiralgehäuse.- 11. Der Badeinlauf.- 12. Das konische Druckrohr.- b) Reibungsbehaftete volumenbeständige Strömung.- 1. Einfluß der Reibung auf die Strömung im Laufrad.- 2. Einfluß der Reibung auf die Strömung in der Leitvorrichtung.- Der ringförmige schaufellose Diffusor.- Leitschaufeln.- Spiralgehäuse.- 3. Radreibung.- Reibungswiderstand rotierender Scheiben S..- Einfluß der Radreibung beim einstufigen Gebläse S..- c) Einfluß der Zusammendrückbarkeit des Fördermittels.- d) Geänderte Fördermenge bei konstanter Drehzahl.- 1. Eintritt am Laufrad.- 2. Austritt am Laufrad.- Der schaufellose Diffusor bei Belastungsänderungen.- Die Leitschaufel bei Belastungsänderungen.- Die Spirale bei Belastungsänderungen.- Pumperscheinung.- e) Der wirkliche Verdichtungsvorgang im einstufigen Gebläse.- 1. Die Verluste im einstufigen Gebläse.- Hydraulische Verluste S..- Spaltverluste S..- Radreibungsverlust S..- Austauschverlust S..- Mehraufwand an Verdichtungsarbeit S..- Mechanische Verluste S..- Wärmeleitung und Wärmestrahlung S..- 2. Der Verdichtungsvorgang im Entropie-Diagramm.- 3. Die Wärmebilanz des ungekühlten Gebläses.- 4. Die wirkliche Förderhöhe.- 5. Zusammenstellung der Förderhöhen und Druckhöhen.- 6. Leistungen.- 7. Wirkungsgrade.- Volumetrischer Wirkungsgrad.- Innerer Wirkungsgrad.- Innerer Temperaturwirkungsgrad.- Hydraulischer Wirkungsgrad.- Mechanischer Wirkungsgrad.- Gesamtwirkungsgrad.- 8. Die wirkliche Kennlinie.- Minderleistung infolge endlicher Schaufelzahl S..- Kanalreibung einschließlich Umlenkungs- und Umsetzungsverluste S..- Stoßverluste S..- Stoßverluste am Laufradeintritt S..- Stoßverluste am Leitschaufeleintritt S..- Resultierende Kennlinie S..- 9. Bestimmung der Kennlinie durch Versuch.- 10. Kennzahlen.- Druckumsetzungszahl und Druckzahl.- Förderzahl.- Schnelläufigkeit — Spezifische Drehzahl.- 11. Kennlinien ausgeführter einstufiger Gebläse.- 12. Kennlinien bei verschiedener Drehzahl.- 13. Einfluß des Schaufelaustrittswinkels.- 14. Drehzahlsteigerung bei einstufigen Gebläsen.- 15. Zugehörigkeit von Laufraddurchmesser und Drehzahl.- 16. Nutzbarmachung des Verdichtungsstoßes für die Verdichtung.- II. Ausgeführte einstufige Gebläse.- a) Unterscheidungsmerkmale.- b) Luftgebläse.- 1. Normale Bauart.- 2..- Spülluftgebläse S..- Flugmotorenlader S..- Turbo-Strahltriebwerke S..- c) Gasgebläse.- 1. Normale Bauart.- 2. Sonderbauarten.- Gebläse zur Förderung verunreinigter Gase S..- Gebläse zur Förderung aggressiver Gase S..- Umwälzgebläse für hohe Drücke S..- Gebläse für Gase hoher Temperatur S..- Gebläse für hohen Druck und hohe Temperatur S..- D. Mehrstufige Kreiselgebläse.- I. Energieumwandlung im mehrstufigen Kreiselgebläse.- a) Laufräder und Leitvorrichtungen.- 1. Laufräder.- 2. Leitvorrichtungen.- 3. Umlenk- und Rückführkanäle.- b) Abstufung der Laufräder.- 1. Einleitung.- 2. Gesichtspunkte für die Abstufung.- Technische Gesichtspunkte S..- Wirtschaftliche Gesichtspunkte S..- 3. Der Einfluß der Radreibung beim mehrstufigen Gebläse.- Gleiche Laufraddurchmesser S..- Abgestufte Laufraddurchmesser S..- Linear abgestufte Laufraddurchmesser S..- c) Wirkungsgrade des mehrstufigen Gebläses.- 1. Stufenwirkungsgrade.- 2. Gebläsewirkungsgrade.- 3. Beziehung zwischen dem inneren Gebläse Wirkungsgrad und den inneren Stufenwirkungsgraden.- d) Entstehen der Kennlinie des mehrstufigen Gebläses.- 1. Laufräder der Stufen vollkommen gleich.- 2. Laufräder im Durchmesser gleich, in der Breite verschieden.- 3. Laufräder in Durchmesser und Breite verschieden.- e) Kennlinien ausgeführter mehrstufiger Gebläse.- f) Kennzahlen mehrstufiger Gebläse.- g) Drehzahlsteigerung bei mehrstufigen Gebläsen.- II. Ausgeführte mehrstufige Gebläse.- a) Hochofen- und Stahlwerksgebläse.- 1. Der Luftbedarf im Hochofenbetrieb.- 2. Der Luftbedarf im Stahlwerk.- 3. Ausgeführte Hochofen- und Stahlwerksgebläse.- Bauformen und Stufenzahl S..- Form der Gehäuse S..- b) Gassauger und Ferngasgebläse.- c) Mehrstufige Gebläse für Sonderzwecke.- E. Kreiselverdichter.- I. Energieumwandlung im Kreiselverdichter.- a) Stufenzahl und Gehäusezahl.- 1. Eingehäusige Bauart.- 2. Mehrgehäusige Bauart.- b) Abstufungsgesetz des isothermischen Verdichters.- c) Kühlung.- 1. Oberflächenkühlung.- Innenkühlung S..- Kombinierte Innen- und Außenkühlung S..- Außenkühlung S..- 2. Einspritzkü.- Einspritzkühlung beim Luft- bzw. Gasverdichter S..- Einspritzkühlung beim Dampfvcerdichter S..- d) Wärmebilanz des gekühlten Verdichters.- e) Leistungen.- 1. Radreibungsleistung.- 2. Innere Leistung.- 3. Mechanische Verlustleistung.- 4. Kupplungsleistung.- 5. Nutzleistung.- f) Wirkungsgrade von Verdichtern.- 1. Stufenwirkungsgrade.- 2. Gruppenwirkungsgrade.- 3. Verdichterwirkungsgrade.- Wirkungsgrad der Kühlung S..- Äußerer volumetrischer Wirkungsgrad S..- Innerer Wirkungsgrad S..- Mechanischer Wirkungsgrad S..- Isothermischer Kupplungswirkungsgrad S..- g) Kennlinien von Kreiselverdichtern.- 1. Entstehen der Kennlinie eines Kreiselverdichters.- 2. Kennlinien-Diagramme.- h) Kennzahlen von Kreiselverdichtern.- II. Ausgeführte Kreiselverdichter.- a) Kreiselverdichter mit Innenkühlung.- b) Kreiselverdichter mit kombinierter Innen- und Außenkühlung.- c) Kreiselverdichter mit Außenkühlung.- d) Kreiselverdichter für verschiedene Anwendungsgebiete.- 1. Kreiselverdichter für Drucklufterzeugung.- 2. Kreiselverdichter für Gase.- 3. Wärmepumpen.- 4. Kälteverdichter.- 5. Drucklufterzeugung in Verbindung mit Klimatisierung und Kühlung von Gruben.- 6. Vakuum-Kreiselverdichter.- Kennlinien S..- Auspumpen eines Behälters S..- Sonderfälle S..- Ausgeführte Vakuum-Kreiselverdichter S..- Wirkungsgrad S..- Das Anfahren S..- 7. Verdichter mit Abwärmeverwertung.- 8. Entnahmeverdichter.- 9. Zweidruckverdichter.- 10. Verdichter für Gasturbinen.- III. Versuchsergebnisse an Kreiselverdichtern.- F. Regelung von Kreiselgebläsen und Kreiselverdichtern.- I. Betriebsverhalten der Kreiselgebläse und Kreiselverdichter.- II. Regelung im stabilen Gebiet.- a) Regelung auf gleichbleibenden Verdichter-Enddruck.- b) Regelung auf gleichbleibendes Ansaugegewicht.- c) Regelung auf gleichbleibenden Druck an einer Entnahmestelle des Netzes.- d) Regelung auf gleichbleibende Leistungsaufnahme.- III. Regelung im instabilen Gebiet.- a) Abblaseregelung.- 1. Regelung auf gleichbleibenden Verdichter-Enddruck.- 2. Regelung auf gleichbleibende Menge.- b) Umblaseregelung.- 1. Allgemeines.- 2. Umblaseregelung in Verbindung mit Entspannungsturbine.- 3. Pumpgrenzregeiung mit Hilfe der Entspannungsturbine des Kondensationssatzes.- c) Aussetzerregelung.- d) Vergleich der Regelungen im instabilen Gebiet.- IV. Regelung zur Verstellung der natürlichen Pumpgrenze.- a) Abschaltregelung.- b) Umschaltregelung.- c) Diffusorregelung.- V. Parallelarbeiten von Kreiselgebläsen oder Kreiselverdichtern auf ein gemeinsames Netz.- a) Zuschalten zum Netz.- b) Parallelarbeiten ohne besondere Regelung.- c) Parallelarbeiten bei Regelung auf konstanten Druck.- d) Parallelarbeiten gegen veränderlichen, in Abhängigkeit von der durchgesetzten Menge stehenden Enddruck der Verdichtung.- e) Parallelarbeiten bei konstanter Gesamtmenge.- G. Maschinenelemente der Kreiselgebläse und Kreiselverdichter.- I. Läufer.- a) Laufräder.- 1. Konstruktive Ausbildung der Laufräder.- Laufrad-Bauarten S..- Schaufeln S..- Herstellung zusammengebauter Laufräder S..- 2. Beanspruchung der Laufräder.- Die gleichförmig umlaufende Scheibe veränderlicher Scheibendicke S..- Die Scheibe gleicher Beanspruchung S..- Die Scheibe gleicher Dicke S..- Scheibe gleicher Dicke ohne Bohrung S..- Scheibe gleicher Dicke mit Innenbohrung S..- Scheibe gleicher Dicke mit Innenbohrung und Randspannungen S..- Ermittlung der Beanspruchung einer gegebenen Scheibe beliebiger Form S..- Genietete Deckscheibe, bestehend aus Deckblech und Ring S..- Schaufelbeanspruchung S..- Nietbeanspruchung S..- 3. Werkstofffragen der Konstruktionselemente des Laufrades.- Laufradscheiben S..- Deckscheiben S..- Schaufeln S..- Nieten S..- 4. Schleudern und Zerschleudern von Laufrädern.- Schleudern von Laufrädern S..- Zerschleudern von Laufrädern S..- b) Wellen.- 1. Bemessung der Wellen.- 2. Drehschwingungen.- 3. Biegeschwingungen.- c) Zwischenbuchsen, Distanzbuchsen.- d) Ausgleichkolben.- 1. Axialschub und Schubausgleich.- 2. Konstruktive Ausbildung der Ausgleichkolben.- e) Zusammenbau des Läufers.- f) Wuchten.- II. Konstruktive Ausbildung der Leitvorrichtungen.- a) Leitvorrichtungen zur Druckumsetzung unmittelbar hinter dem Laufrad.- 1. Schaufelloser ringförmiger Diffusor.- 2. Leitschaufeln.- 3. Spiralen.- b) Leitvorrichtungen zum Umlenken und Bückführen.- III. Gehäuse.- IV. Zwischenkühler.- V. Lagerung der Gebläse und Verdichter.- VI. Innere und äußere Dichtung.- a) Einleitung.- b) Theorie der Spaltdichtung.- c) Theorie der Labyrinthdichtung.- d) Labyrinthspaltdichtung.- e) Vorausberechnung der Lässigkeit von Dichtungen.- f) Gemessene Dichtungsverluste an Maschinen im Betrieb.- g) Ausführungsbeispiele für innere und äußere Dichtung.- 1. Innere Dichtung.- 2. Äußere Dichtung.- Wellenabdichtungen S..- Ausgleichkolben S..- VII. Kupplungen.- VIII. Getriebe.- IX. Fundamente.- a) Aufgabe und Belastung des Fundamentes.- b) Fundamentschwingungen.- c) Gesichtspunkte für die Konstruktion und Herstellung der Fundamente.- X. Rohrleitungsführung.- H. Montage und Betrieb.- a) Werksmontage.- b) Prüffelderprobung.- 1. Einfluß abweichender Drehzahl.- 2. Einfluß abweichenden Enddruckes.- 3. Einfluß abweichender Ansaugemenge.- 4. Einfluß abweichenden spez. Gewichtes.- 5. Einfluß abweichender Ansaugetemperatur.- 6. Einfluß abweichender Kühlwasserverhältnisse.- c) Montage.- d) Inbetriebsetzen.- e) Probebetrieb und Abnahme.- f) Betriebsführung und Betriebsüberwachung.- g) Betriebsstörungen.- 1. Unruhiger Lauf.- 2. Schäden am Läufer.- 3. Lagerschäden.- 4. Schäden an den Kühlern.- 5. Schäden an den Gehäusen.- J. Sonderfragen.- a) Geräuschminderung und Schalldämpfung.- 1. Allgemeines.- 2. Entstehen der Geräusche.- 3. Messen von Maschinengeräuschen.- 4. Maßnahmen zum Vermeiden von Maschinengeräuschen.- 5. Nachträgliches Beseitigen von Maschinengeräuschen.- b) Wandrauhigkeit bei Kreiselgebläsen und Kreiselverdichtern.- c) Reynoldssehe Zahlen der Strömung in den Kanälen der Laufräder und Leitvorrichtungen.- d) Betrieb vom Anfahren bis zum Erreichen des Beharrungszustandes.- Schrifttumsverzeichnis.