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2020 | OriginalPaper | Chapter

9. Hydraulische Kräfte

Author : Johann Friedrich Gülich

Published in: Kreiselpumpen

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

In Kap. 9 werden im Wesentlichen stationäre Kräfte behandelt, während instationäre Strömungen und deren Einfluss auf Schwingungen und Lärm in Kap. 10 erörtert werden. Themen: Strömung und Druckverteilung im Radseitenraum mit Einfluss der Leckströme durch Spaltdichtungen, Axialkraftberechnung und -ausgleich für ein- und mehrstufige Pumpen, doppelflutige Laufräder, halboffene Laufräder, instationäre Axialkräfte. Radialkräfte werden durch ungleichförmige Strömungs- und Druckverteilung im Austrittsgehäuse (Einfach- und Doppelspiralen, Leiträder, Ringräume) verursacht aber auch durch ungleichförmige Zuströmung. Die in Einkanalrädern erzeugten synchronen Radialkräfte werden in Kap. 9.3.9 besprochen. Radialkraftausgleich, Radialkraftberechnung und Messung von Radialkräften.

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Footnotes
1
Aus einem Diagramm in [20] ergeben sich ähnliche Werte wie aus Gl. T9.1.4.
 
2
Die Berechnung der Fluidrotation in Tafel 9.1 geht auf [36] zurück; das Vorgehen weicht aber von der Originalarbeit ab (Behandlung von Rauheit, Radseitenvorraum, einfachere Handhabung, Konvergenzverbesserung).
 
3
Ob diese Zahlen für den heutigen Stand der Technik noch repräsentativ sind, ist nicht bekannt, da keine entsprechend weitgespannten Untersuchungen vorliegen.
 
4
Zur Abkürzung wird im Folgenden der Ausdruck Kraft auch für den Kraftbeiwert kRu verwendet.
 
Literature
1.
go back to reference Agostinelli, A., et al.: An experimental investigation of radial thrust in centrifugal pumps. ASME. J. Engng. Power. 82, 120–126 (1960)CrossRef Agostinelli, A., et al.: An experimental investigation of radial thrust in centrifugal pumps. ASME. J. Engng. Power. 82, 120–126 (1960)CrossRef
2.
go back to reference Bachmann, P.: Fortschritte im Erfassen und Auswerten von Kräften und Momenten an Rotoren hydraulischer Modell-Turbomaschinen. Escher. Wyss. Mitt. 69–81 (1980) Bachmann, P.: Fortschritte im Erfassen und Auswerten von Kräften und Momenten an Rotoren hydraulischer Modell-Turbomaschinen. Escher. Wyss. Mitt. 69–81 (1980)
3.
go back to reference Benra, F.K., Sommer, M.: Comparison of calculated and measured hydrodynamic forces of a centrifugal sewage water pump. 1. Conference on experiments/process/system modelling IC-EpsMsO Athens (2005) Benra, F.K., Sommer, M.: Comparison of calculated and measured hydrodynamic forces of a centrifugal sewage water pump. 1. Conference on experiments/process/system modelling IC-EpsMsO Athens (2005)
4.
go back to reference Benra, F.K., et al.: Experimental investigation hydrodynamic forces for different configurations of single-blade centrifugal pump. ISROMAC, 2006–2011 (2011) Benra, F.K., et al.: Experimental investigation hydrodynamic forces for different configurations of single-blade centrifugal pump. ISROMAC, 2006–2011 (2011)
5.
go back to reference Bolleter, U., et al.: Measurement of hydrodynamic interaction matrices of boiler feedpump impellers. ASME. J. Vib. 109, 144–151 (1987)CrossRef Bolleter, U., et al.: Measurement of hydrodynamic interaction matrices of boiler feedpump impellers. ASME. J. Vib. 109, 144–151 (1987)CrossRef
6.
go back to reference Bolleter, U., et al.: Rotordynamic modeling and testing of boiler feedpumps. EPRI Report TR-100980, (Sept. 1992) Bolleter, U., et al.: Rotordynamic modeling and testing of boiler feedpumps. EPRI Report TR-100980, (Sept. 1992)
7.
go back to reference Böke, J.: Experimentelle und theoretische Untersuchungen der hydraulischen Kräfte an einschaufeligen Laufrädern von Abwasserpumpen unter Berücksichtigung der Änderung geometrischer Parameter. Dissertationen TU Kaiserslautern (2001) Böke, J.: Experimentelle und theoretische Untersuchungen der hydraulischen Kräfte an einschaufeligen Laufrädern von Abwasserpumpen unter Berücksichtigung der Änderung geometrischer Parameter. Dissertationen TU Kaiserslautern (2001)
8.
go back to reference Dahl, T.: Centrifugal pump hydraulics for low specific speed application. 6th International Pump Users Symposium Houston (1989) Dahl, T.: Centrifugal pump hydraulics for low specific speed application. 6th International Pump Users Symposium Houston (1989)
9.
go back to reference Dupont, P., et al.: CFD analysis of sump flow and its impact on the hydraulic forces acting on the impeller of a vertical pump. International Rotating Equipment Conference 2008, Düsseldorf (2008) Dupont, P., et al.: CFD analysis of sump flow and its impact on the hydraulic forces acting on the impeller of a vertical pump. International Rotating Equipment Conference 2008, Düsseldorf (2008)
10.
go back to reference Faschallegg, E.: Radialkräfte und Rückenschaufeln in Spiralgehäusepumpen. Europa. Ind. Rev. 1 (1969) Faschallegg, E.: Radialkräfte und Rückenschaufeln in Spiralgehäusepumpen. Europa. Ind. Rev. 1 (1969)
11.
go back to reference Geis, H.: Experimentelle Untersuchungen der Radseitenverluste von Hochdruck-Wasserturbinen radialer Bauart. Dissertationen, TH Darmstadt (1985) Geis, H.: Experimentelle Untersuchungen der Radseitenverluste von Hochdruck-Wasserturbinen radialer Bauart. Dissertationen, TH Darmstadt (1985)
12.
go back to reference Gikadi, T., et al.: Untersuchung der hydraulischen Kräfte bei Abwasserpumpen. 3Rinternational 34(8):420–425 (1995) Gikadi, T., et al.: Untersuchung der hydraulischen Kräfte bei Abwasserpumpen. 3Rinternational 34(8):420–425 (1995)
13.
go back to reference Guinzburg, A., Buse, F.: Magnetic bearings as an impeller force measurement technique. 12th International Pump Users Symposium Houston (March 1995) Guinzburg, A., Buse, F.: Magnetic bearings as an impeller force measurement technique. 12th International Pump Users Symposium Houston (March 1995)
14.
go back to reference Gülich, J.F.: Influence of interaction of different components on hydraulic pump performance and cavitation. Proceedings Symposium Power Plant Pumps, New Orleans, 1987, EPRI CS-5857, 2.75–2.96 (1988) Gülich, J.F.: Influence of interaction of different components on hydraulic pump performance and cavitation. Proceedings Symposium Power Plant Pumps, New Orleans, 1987, EPRI CS-5857, 2.75–2.96 (1988)
15.
go back to reference Gülich, J.F.: Disk friction losses of closed turbomachine impellers. Forsch. Ing. Wes. 68, 87–97 (2003)CrossRef Gülich, J.F.: Disk friction losses of closed turbomachine impellers. Forsch. Ing. Wes. 68, 87–97 (2003)CrossRef
16.
go back to reference Gülich, J.F.: Effect of Reynolds-number and surface roughness on the efficiency of centrifugal pumps. ASME. J. Fluids Engng. 125(4), 670–679 (2003)CrossRef Gülich, J.F.: Effect of Reynolds-number and surface roughness on the efficiency of centrifugal pumps. ASME. J. Fluids Engng. 125(4), 670–679 (2003)CrossRef
17.
go back to reference Gülich, J.F., et al.: Review of parameters influencing hydraulic forces on centrifugal impellers. Proc. IMechE. 201(A3), 163–174 (1987)CrossRef Gülich, J.F., et al.: Review of parameters influencing hydraulic forces on centrifugal impellers. Proc. IMechE. 201(A3), 163–174 (1987)CrossRef
18.
go back to reference Gülich, J.F., et al.: Influence of flow between impeller and casing on partload performance of centrifugal pumps. ASME. FED. 81, 227–235 (1989) Gülich, J.F., et al.: Influence of flow between impeller and casing on partload performance of centrifugal pumps. ASME. FED. 81, 227–235 (1989)
19.
go back to reference Hamkins, C.P.: The surface flow angle in rotating flow: Application to the centrifugal impeller side gap. Dissertationen TU Kaiserslautern (2000) Hamkins, C.P.: The surface flow angle in rotating flow: Application to the centrifugal impeller side gap. Dissertationen TU Kaiserslautern (2000)
20.
go back to reference Hergt, P.: Hydraulic design of rotodynamic pumps. In: Krishna, Rada (Hrsg.) Hydraulic Design of Hydraulic Machinery. Avebury, Aldershot (1997) Hergt, P.: Hydraulic design of rotodynamic pumps. In: Krishna, Rada (Hrsg.) Hydraulic Design of Hydraulic Machinery. Avebury, Aldershot (1997)
21.
go back to reference Hergt, P., Krieger, P.: Radialkräfte in Leitradpumpen. KSB. Techn. Ber. 32–39 (1973) Hergt, P., Krieger, P.: Radialkräfte in Leitradpumpen. KSB. Techn. Ber. 32–39 (1973)
22.
go back to reference Iversen, H., et al.: Volute pressure distribution and radial force on the impeller. ASME. J. Engng. Power. 82, 136–144 (1960)CrossRef Iversen, H., et al.: Volute pressure distribution and radial force on the impeller. ASME. J. Engng. Power. 82, 136–144 (1960)CrossRef
23.
go back to reference Jensen, R.: Experimentelle Untersuchungen an Einfach- und Doppelspiralen für Kreiselpumpen. Dissertationen, TU Braunschweig (1984) Jensen, R.: Experimentelle Untersuchungen an Einfach- und Doppelspiralen für Kreiselpumpen. Dissertationen, TU Braunschweig (1984)
24.
go back to reference Kaupert, K.A.: Unsteady flow fields in a high specific speed centrifugal impeller. Dissertationen, ETH Zürich (1997) Kaupert, K.A.: Unsteady flow fields in a high specific speed centrifugal impeller. Dissertationen, ETH Zürich (1997)
25.
go back to reference Kleinert, H.J.: Beitrag zur verbesserten Berechnung hydraulischer Ausgleichsvorrichtungen. Dissertationen TU Dresden (1971) Kleinert, H.J.: Beitrag zur verbesserten Berechnung hydraulischer Ausgleichsvorrichtungen. Dissertationen TU Dresden (1971)
26.
go back to reference Kosyna, G.: Untersuchungen an radial durchströmten Spaltdichtungen unter Berücksichtigung von Parallelitätsfehlern. Dissertationen, TU Braunschweig (1976) Kosyna, G.: Untersuchungen an radial durchströmten Spaltdichtungen unter Berücksichtigung von Parallelitätsfehlern. Dissertationen, TU Braunschweig (1976)
27.
go back to reference Lingelbach, T., Wiederuh, E.: Die Axialschubberechnung radialer Turbomaschinen. Fortschrittber VDI Reihe. 7, 154 (1989) Lingelbach, T., Wiederuh, E.: Die Axialschubberechnung radialer Turbomaschinen. Fortschrittber VDI Reihe. 7, 154 (1989)
28.
go back to reference Liess, C.: Die Ermittlung dynamischer Radialkräfte in hydraulischen Maschinen. Voith. Forsch. Konstruktion. 3.1–3.9 (1982) Liess, C.: Die Ermittlung dynamischer Radialkräfte in hydraulischen Maschinen. Voith. Forsch. Konstruktion. 3.1–3.9 (1982)
29.
go back to reference Lauer, J.: Einfluß der Eintrittsbedingung und der Geometrie auf die Strömung in Radseitenräumen von Kreiselpumpen. Dissertationen, TU Darmstadt (1999) Lauer, J.: Einfluß der Eintrittsbedingung und der Geometrie auf die Strömung in Radseitenräumen von Kreiselpumpen. Dissertationen, TU Darmstadt (1999)
30.
go back to reference Lees, A.W.: The performance of balance disk in boiler feed pumps. I Mech E, C 56(79), 29–36 (1979) Lees, A.W.: The performance of balance disk in boiler feed pumps. I Mech E, C 56(79), 29–36 (1979)
31.
go back to reference Makay, E., Barret, J.A.: Changes in hydraulic component geometries greatly increased power plant availability and reduced maintenance cost: Case histories. 1st International Pump Symposium Houston (1984) Makay, E., Barret, J.A.: Changes in hydraulic component geometries greatly increased power plant availability and reduced maintenance cost: Case histories. 1st International Pump Symposium Houston (1984)
32.
go back to reference Makay, E., Szamody, O.: Survey of feedpump outages. EPRI FP-754, Final report RP 641 (1978) Makay, E., Szamody, O.: Survey of feedpump outages. EPRI FP-754, Final report RP 641 (1978)
33.
go back to reference Meier-Grotian, J.: Untersuchungen der Radialkraft auf das Laufrad einer Kreiselpumpe bei verschiedenen Spiralgehäuseformen. Dissertationen, TU Braunschweig (1972) Meier-Grotian, J.: Untersuchungen der Radialkraft auf das Laufrad einer Kreiselpumpe bei verschiedenen Spiralgehäuseformen. Dissertationen, TU Braunschweig (1972)
34.
go back to reference Meschkat, S.: Experimentelle Untersuchung der Auswirkung instationärer Rotor-Stator-Wechselwirkungen auf das Betriebsverhalten einer Spiralgehäusepumpe. Dissertationen, TU Darmstadt (2004) Meschkat, S.: Experimentelle Untersuchung der Auswirkung instationärer Rotor-Stator-Wechselwirkungen auf das Betriebsverhalten einer Spiralgehäusepumpe. Dissertationen, TU Darmstadt (2004)
35.
go back to reference Meschkat, S., Stoffel, B.: The local impeller head at different circumferential positions in a volute casing of a centrifugal pump in comparison to the characteristic of the impeller alone. 21st IAHR Symposium on hydraulic machinery and systems, Lausanne (2002) Meschkat, S., Stoffel, B.: The local impeller head at different circumferential positions in a volute casing of a centrifugal pump in comparison to the characteristic of the impeller alone. 21st IAHR Symposium on hydraulic machinery and systems, Lausanne (2002)
36.
go back to reference Möhring, U.K.: Untersuchung des radialen Druckverlaufes und des Drehmomentes im Radseitenraum von Kreiselpumpen bei glatter, ebener Radseitenwand und bei Anwendung von Rückenschaufeln. Dissertationen, TU Braunschweig (1976) Möhring, U.K.: Untersuchung des radialen Druckverlaufes und des Drehmomentes im Radseitenraum von Kreiselpumpen bei glatter, ebener Radseitenwand und bei Anwendung von Rückenschaufeln. Dissertationen, TU Braunschweig (1976)
37.
go back to reference Ni, L.: Modellierung der Spaltverluste bei halboffenen Pumpenlaufrädern. Fortschrittber VDI Reihe 7, 269 (1995) Ni, L.: Modellierung der Spaltverluste bei halboffenen Pumpenlaufrädern. Fortschrittber VDI Reihe 7, 269 (1995)
38.
go back to reference Nishi, Y., et al.: Radial thrust of single-blade centrifugal pump. ASME-JSME-KSME AJK 2011-06011 (2011) Nishi, Y., et al.: Radial thrust of single-blade centrifugal pump. ASME-JSME-KSME AJK 2011-06011 (2011)
39.
go back to reference Nishi, Y., et al.: Effect of blade outlet angle on radial thrust of single-blade centrifugal pump. 26th IAHR Symposium Hydraulic Machinery and Systems (2012) Nishi, Y., et al.: Effect of blade outlet angle on radial thrust of single-blade centrifugal pump. 26th IAHR Symposium Hydraulic Machinery and Systems (2012)
40.
go back to reference Okamura, T.: Radial thrust in centrifugal pumps with a single-vane impeller. JSME 23(180), 895–901 (1980)CrossRef Okamura, T.: Radial thrust in centrifugal pumps with a single-vane impeller. JSME 23(180), 895–901 (1980)CrossRef
41.
go back to reference Petermann, H., Kosyna, G.: Spaltstrom und Kräfte radial durchströmter Dichtspalte in Kreiselpumpen. Pumpentagung Karlsruhe. K6 (1978) Petermann, H., Kosyna, G.: Spaltstrom und Kräfte radial durchströmter Dichtspalte in Kreiselpumpen. Pumpentagung Karlsruhe. K6 (1978)
42.
go back to reference Rebernik, B.: Radialkräfte von Kreiselpumpen mit unterschiedlichen Gehäuseformen. „25 Jahre ASTRÖ“, Aströ, Graz, S. 55–60 (1979) Rebernik, B.: Radialkräfte von Kreiselpumpen mit unterschiedlichen Gehäuseformen. „25 Jahre ASTRÖ“, Aströ, Graz, S. 55–60 (1979)
43.
go back to reference Schenkel, S.: Modellierung und numerische Simulation der Strömungsvorgänge am Laufradeintritt von Turbomaschinen. Dissertationen, TU Darmstadt (1999) Schenkel, S.: Modellierung und numerische Simulation der Strömungsvorgänge am Laufradeintritt von Turbomaschinen. Dissertationen, TU Darmstadt (1999)
44.
go back to reference Schubert, F.: Untersuchungen der Druck- und Geschwindigkeitsverteilung in Radseitenräumen radialer Strömungsmaschinen. Dissertationen, TU Braunschweig (1988) Schubert, F.: Untersuchungen der Druck- und Geschwindigkeitsverteilung in Radseitenräumen radialer Strömungsmaschinen. Dissertationen, TU Braunschweig (1988)
45.
go back to reference Stark, M.: Auslegungskriterien für radiale Abwasserpumpenlaufräder mit einer Schaufel und unterschiedlichem Energieverlauf. VDI Forschungsheft. 57(664) (1991) Stark, M.: Auslegungskriterien für radiale Abwasserpumpenlaufräder mit einer Schaufel und unterschiedlichem Energieverlauf. VDI Forschungsheft. 57(664) (1991)
46.
go back to reference Tamm, A., Stoffel, B.: The influence of gap clearance and surface roughness on leakage loss and disk friction of centrifugal pumps, S. 2002–31324. ASME. Fluids Engng. Meeting Montreal, FEDSM (2002) Tamm, A., Stoffel, B.: The influence of gap clearance and surface roughness on leakage loss and disk friction of centrifugal pumps, S. 2002–31324. ASME. Fluids Engng. Meeting Montreal, FEDSM (2002)
47.
go back to reference Thamsen, P.U., et al.: Cavitation in single-vane sewage pumps. ISROMAC 12-2008–20196 Thamsen, P.U., et al.: Cavitation in single-vane sewage pumps. ISROMAC 12-2008–20196
48.
go back to reference Thomae, H., Stucki, R.: Axialschub bei mehrstufigen Pumpen. Techn Rundschau Sulzer. 3, 185–190 (1970) Thomae, H., Stucki, R.: Axialschub bei mehrstufigen Pumpen. Techn Rundschau Sulzer. 3, 185–190 (1970)
49.
go back to reference Ulbrich, C.: Experimentelle Untersuchungen der Pumpencharakteristiken und Geschwindigkeitsfelder einer Einschaufel-Kreiselpumpe. Dissertationen, TU Berlin (1997) Ulbrich, C.: Experimentelle Untersuchungen der Pumpencharakteristiken und Geschwindigkeitsfelder einer Einschaufel-Kreiselpumpe. Dissertationen, TU Berlin (1997)
50.
go back to reference Zilling, H.: Untersuchung des Axialschubes und der Strömungsvorgänge im Radseitenraum einer einstufigen Radialpumpe. Strömungsmech Strömungsmasch. 15 (1973) Zilling, H.: Untersuchung des Axialschubes und der Strömungsvorgänge im Radseitenraum einer einstufigen Radialpumpe. Strömungsmech Strömungsmasch. 15 (1973)
51.
go back to reference Hergt, P., Prager, S.: Influence of different parameters on the disc friction losses of a centrifugal pump, S. 172–179. Budapest, Conference on Hydraulic Machinery (1991) Hergt, P., Prager, S.: Influence of different parameters on the disc friction losses of a centrifugal pump, S. 172–179. Budapest, Conference on Hydraulic Machinery (1991)
52.
go back to reference Van Esch BPM: Performance and radial loading of a mixed-flow pump under non-uniform approach flow. ASME JFE Vol 131, May 2009 Van Esch BPM: Performance and radial loading of a mixed-flow pump under non-uniform approach flow. ASME JFE Vol 131, May 2009
53.
go back to reference Will BC, Benra FK, Dohmen HJ: Investigation of the flow in the impeller side clearances of a centrifugal pump with volute casing. J Thermal Science 21(2012) 3, 197–208 Will BC, Benra FK, Dohmen HJ: Investigation of the flow in the impeller side clearances of a centrifugal pump with volute casing. J Thermal Science 21(2012) 3, 197–208
54.
go back to reference Roclawski, H.: Numerische und experimentelle Untersuchungen an einer radialen Kreiselpumpenstufe mit minimalem Stufendurchmesser. Dissertationen, TU Kaiserslautern (2008) Roclawski, H.: Numerische und experimentelle Untersuchungen an einer radialen Kreiselpumpenstufe mit minimalem Stufendurchmesser. Dissertationen, TU Kaiserslautern (2008)
55.
go back to reference Nemdili A: Einzelverluste von Kreiselpumpen mit spezifischen Drehzahlen von nq = 15 bis 35 rpm. Dissertationen Uni Kaiserslautern, SAM Forschungsberichte, Bd 1, 2000 Nemdili A: Einzelverluste von Kreiselpumpen mit spezifischen Drehzahlen von nq = 15 bis 35 rpm. Dissertationen Uni Kaiserslautern, SAM Forschungsberichte, Bd 1, 2000
Metadata
Title
Hydraulische Kräfte
Author
Johann Friedrich Gülich
Copyright Year
2020
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-59785-9_9