Strömungsmaschinen

ISBN-13: 9783519163176 / Niemiecki / Miękka / 1995 / 308 str.

Klaus Menny

Opis

1.1.1 Definition AufgabensteIlung. Unter der Sammelbezeichnung Stromungsmaschinen werden Wassertur binen, Dampf-und Gasturbinen, Windrader, Kreiselpumpen und Kreiselverdichter sowie Propeller zusammengefasst. Allen diesen Maschinen ist gemeinsam, dass sie dem Zweck dienen, einem Fluid 1) Energie zu entziehen, um damit eine andere Maschine anzutreiben, oder umgekehrt, einem Fluid Energie zuzufuhren, um dessen Druck zu erhohen. Die hydro dynamischen Kupplungen und Drehmomentwandler, die gleichfalls zur Gruppe der Stro mungsmaschinen gehoren, sind Kombinationen von Kreiselpumpen und Flussigkeitstur binen. Arbeitsprinzip. Kolbenmaschinen und Stromungsmaschinen, die die soeben beschriebene Aufgabe gemeinsam haben, unterscheiden sich voneinander durch die Art der Energie umsetzung. Die Wirkungsweise einer Kolbenmaschine ist unmittelbar anschaulich zu verstehen. Be zeichnet F = pA die auf den Kolben wirkende Kraft, A die Kolbenflache und p den im K Zylinder vorhandenen Druck, so ist die bei einer Kolbenbewegung um das Wegelement ds geleistete Arbeit dW= F ds = pAds = pdV K Bei der Kolbenmaschine ist also die Arbeit ursachlich mit einer V 0 I urne n a n der u n g verbunden. Dieses Unterscheidungsmerkmal trifft gleichfalls auf Flugelzellen-und ahnliche Apparate zu, die man deshalb mit den Kolbenmaschinen zur Gruppe der Verdrangungsmaschinen zusammenfas

Spis treści

1 Gemeinsame Grundlagen der Strömungsmaschinen.- 1.1 Einleitung.- 1.1.1 Definition.- 1.1.2 Einteilung.- 1.1.3 Vergleich mit Kolbenmaschinen.- 1.2 Hydromechanische und thermodynamische Grundlagen.- 1.2.1 Kontinuitätssatz.- 1.2.2 Bernoullische Gleichung.- 1.2.3 Erster Hauptsatz der Thermodynamik.- 1.2.4 Ideales Gas.- 1.2.5 Idealer Dampf.- 1.2.6 Theorie der Düsenströmung.- 1.2.7 Carnotscher Kreisprozeß.- 1.3 Energieumsetzung im Laufrad.- 1.3.1 Absolut-und Relativgeschwindigkeit, Geschwindigkeitspläne.- 1.3.2 Spezifische Stutzenarbeit und Wirkungsgrade.- 1.3.3 Impulssätze der stationären Strömung.- 1.3.4 Die Eulersche Hauptgleichung.- 1.3.5 Anwendung des Energieerhaltungssatzes auf Strömungen in rotierenden Kanälen.- 1.3.6 Gleichdruck-und Überdruckprinzip.- 1.3.7 Reaktionsgrad und Beaufschlagungsgrad.- 1.4 Ähnlichkeitsbeziehungen und Kennzahlen.- 1.4.1 Modellgesetze.- 1.4.2 Kennzahlen.- 1.5 Mehrstufigkeit und Mehrflutigkeit.- 1.6 Kavitation.- 2 Wasserturbinen.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Typenübersicht und Einsatzgebiete.- 2.3 Pelton-Turbinen.- 2.3.1 Wirkungsweise und Bauformen.- 2.3.2 Betriebsverhalten.- 2.3.3 Festlegung der Hauptabmessungen.- 2.4 Francis-Turbinen.- 2.4.1 Allgemeine Übersicht.- 2.4.2 Zusammenhang zwischen Radform und Schnelläufigkeit.- 2.4.3 Laufradberechnung.- 2.4.4 Betriebsverhalten.- 2.5 Kaplan-Turbinen.- 2.5.1 Bauformen.- 2.5.2 Laufradberechnung.- 3 Dampfturbinen.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Der Dampfkraftprozeß.- 3.2.1 Der einfache Clausius-Rankine-Prozeß.- 3.2.2 Speisewasservorwärmung.- 3.2.3 Zwischenüberhitzung.- 3.2.4 Der wirkliche Prozeß.- 3.2.5 Der Sattdampfprozeß.- 3.3 Übersicht über Turbinenbauarten.- 3.3.1 Kammerturbinen und Trommelturbinen.- 3.3.2 Kraftwerksturbinen.- 3.3.3 Industrieturbinen.- 3.3.4 Schiffsturbinen.- 3.3.5 Kleinturbinen.- 3.4 Theorie der Einzelstufe.- 3.4.1 Einleitung.- 3.4.2 Eindimensionale Theorie der Axialstufe.- 3.4.3 Kenngrößen von Turbinenstufen.- 3.4.4 Curtis-Stufen.- 3.4.5 Das radiale Gleichgewicht der Strömung.- 3.4.6 Naßdampfstufen.- 3.4.7 Gitterwirkungsgrade.- 3.4.8 Weitere Stufenverluste.- 3.5 Auslegung mehrstufiger Turbinen.- 3.5.1 Rückgewinn.- 3.5.2 Stufeneinteilung.- 3.5.3 Verluste und Wirkungsgrade.- 3.5.4 Labyrinthdichtungen.- 3.5.5 Axialschub und Schubausgleich.- 3.5.6 Betrieb.- 4 Gasturbinen.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Kreisprozesse.- 4.2.1 Idealprozesse.- 4.2.2 Offener und geschlossener Prozeß.- 4.2.3 Verbrennung und Verbrennungsgas.- 4.2.4 Reale Prozesse.- 4.2.5 Kombinierte Gas-Dampf-Prozesse.- 4.3 Baugruppen.- 4.3.1 Turbinen.- 4.3.2 Verdichter.- 4.3.3 Brennkammern.- 4.4 Anwendungen.- 4.4.1 Elektrische Energieversorgung.- 4.4.2 Pumpen- und Verdichterantrieb.- 4.4.3 Abgasturbolader.- 4.4.4 Fahrzeugturbinen.- 4.4.5 Schiffsantriebe.- 4.4.6 Flugzeugtriebwerke.- 5 Kreiselpumpen.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Bauformen.- 5.2.1 Schnelläufigkeit und Laufradform.- 5.2.2 Mehrstufige und mehrflutige Pumpen.- 5.2.3 Weitere Konstruktionsformen.- 5.3 Berechnung radialer und halbaxialer Laufräder.- 5.3.1 Meridianform.- 5.3.2 Geschwindigkeitsdreiecke.- 5.3.3 Relativer Kanalwirbel.- 5.3.4 Minderleistung.- 5.3.5 Festlegen des Schaufelverlaufs.- 5.3.6 Doppelt gekrümmte Laufschaufeln.- 5.4 Berechnung weiterer Einzelteile.- 5.4.1 Radiale Leitapparate.- 5.4.2 Spiralgehäuse.- 5.4.3 Axiale Schaufelgitter.- 5.4.4 Axialschub und Schubausgleich.- 5.5 Betriebsverhalten.- 5.5.1 Theoretisch berechnete Kennlinie.- 5.5.2 Das tatsächliche Verhalten der Pumpe.- 5.5.3 Haltedruckhöhe und Kavitation.- 5.5.4 Zusammenarbeit von Pumpe und Rohrleitung.- 5.5.5 Änderung des Betriebspunktes.- 5.5.6 Verhalten der Pumpe außerhalb des normalen Betriebszustandes.- 5.5.7 Pumpspeicherkraftwerke, Pumpenturbinen.- 6 Ventilatoren und Verdichter.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Ventilatoren.- 6.2.1 Radialventilatoren.- 6.2.2 Axialventilatoren.- 6.2.3 Querstromventilatoren.- 6.3 Verdichter.- 6.3.1 Zwischenkühlung.- 6.3.2 Bauformen von Verdichtern.- 6.3.3 Wellendichtungen.- 6.3.4 Elementare Theorie der Verdichterstufe.- 6.3.5 Kennlinien.- 7 Hydrodynamische Kupplungen und Wandler.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Föttinger-Kupplungen.- 7.2.1 Funktionsweise und Kennlinien.- 7.2.2 Zusammenarbeit mit der Antriebsmaschine.- 7.2.3 Maßnahmen zur Beeinflussung der Kennlinie.- 7.2.4 Kupplungen mit veränderlicher Füllung.- 7.3 Föttinger-Drehmomentwandler.- 7.3.1 Aufbau und Wirkungsweise.- 7.3.2 Kennlinien.- 7.3.3 Stellwandler.- 7.3.4 Hydrodynamische Getriebe.- 8 Windräder und Propeller.- 8.1 Einleitung.- 8.2 Windräder.- 8.2.1 Vorbemerkung.- 8.2.2 Windradtheorie.- 8.2.3 Bauformen.- 8.3 Propeller.- 8.3.1 Strahltheorie des Propellers.- 8.3.2 Schraubenpropeller.- 8.3.3 Voith-Schneider-Propeller.- 9 Anhang.- Schrifttum.