Einführung in die Strömungsmaschinen

Frontmatter

1. Allgemeines

Zusammenfassung

Die Gleichungen dieses Buches sind — soweit nicht ausdrücklich anders vermerkt — Größengleichungen. Als Maß für dié Stoffmenge und als Bezugsgröße für auf die Stoffmenge bezogene Größen dient die Masse. Es wird die Verwendung des Internationalen Einheitensystems (SI) empfohlen.

Hartwig Petermann

2. Die Strömung im Laufrad

Zusammenfassung

Wenn wir die Bewegung eines Flüssigkeitsteilchens im Schaufelkanal eines Laufrades betrachten, müssen wir unterscheiden zwischen

• c seiner absoluten Geschwindigkeit
• w seiner relativen Geschwindigkeit, die es gegenüber einer Stelle des Laufrades am gleichen Radius hat, und
• u der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades an der betrachteten Stelle.

Hartwig Petermann

3. Kavitations- und Überschallgefahr

Zusammenfassung

Das durch die Strömungsmaschine strömende Fluid kann besondere physikalische Eigenschaften haben, die die Arbeitsweise der Strömungsmaschine wesentlich beeinflussen können. Dies sind bei Wasser und anderen tropfbaren Flüssigkeiten die Verdampfbarkeit, d.h. die Möglichkeit der Bildung dampfgefüllter Hohlräume, bei Gasen und Dämpfen die Möglichkeit der Erreichung der Schallgeschwindigkeit. Diese Dinge werden nun besprochen.

Hartwig Petermann

4. Entwurf des Laufrades

Zusammenfassung

Die Festlegung der Schaufelzahl ist eine Erfahrungssache. Eine zu geringe Schaufelzahl bringt den Nachteil einer schlechten Führung der Strömung und hoher Schaufeldrücke, wodurch u.a. die Kavitationsgefahr bzw. die Überschallgefahr vergrößert wird. Bei zu großer Schaufelzahl werden die Reibungsflächen und damit die Reibungsverluste in den Laufschaufelkanälen unnötig hoch, der Strömungsquerschnitt im Laufrad wird durch die Schaufeln unnötig stark vermindert und der Herstellungsaufwand ist unnötig hoch.

Hartwig Petermann

5. Leitvorrichtungen

Zusammenfassung

Die meisten Strömungsmaschinen haben auf der Druckseite des Laufrades ruhende Strömungskanäle, die Leitvorrichtung, in denen die Absolutgeschwindigkeit bei Pumpenver-zögert bzw. bei Turbinen beschleunigt wird und die das zwischen Laufrad und Fluid übertragene Drehmoment ganz oder teilweise gegen die ruhende Umgebung abstützen. Diese Leitvorrichtung kann aus einem ruhenden Schaufelgitter, dem beschaufelten Leitrad, oder einem Spiralgehäuse bestehen. Bei radial en Pumpen kann die Verzögerung der Absolutgeschwindigkeit der Strömung auch in einem schaufellosen Ringraum erfolgen.

Hartwig Petermann

6. Betriebliches Verhalten der Strömungsmaschinen

Zusammenfassung

Eine Strömungsmaschine ist berechnet für einen bestimmten Volumenstrom V, für eine bestimmte spez. Stutzenarbeit Y und für eine bestimmte Drehzahl n. Diese Berechnungswerte werden beim Betrieb der Strömungsmaschine nur selten exakt eingehalten. Weichen Betriebsdaten von den Berechnungswerten ab, so bezeichnen wir die entsprechenden Werte mit dem Fußzeichen x, also mit V̇_x, Y_x, n_x.

Hartwig Petermann

7. Spaltverlust, Radreibungsverlust, Axialschub und Ventilationsverlust

Zusammenfassung

Der Spaltverlust, der Radreibungsverlust und der Axialschub werden in einem Abschnitt behandelt, weil diese Größen häufig voneinander abhängig sind.

Hartwig Petermann

8. Besonderheiten thermischer Strömungsmaschinen

Zusammenfassung

In Strömungsmaschinen, die mit einem kompressiblen Fluid arbeiten und bei denen die Kompressibilität des Fluids bei der Auslegung der Maschine beachtet werden muß, treten nennenswerte Temperaturunterschiede auf; man nennt sie deshalb thermische Strömungsmaschinen. Die Besonderheiten dieser Maschinen gegenüber den hy***ulichen Strömungsmaschinen, die mit einem inkompressiblen Fluid arbeiten, werden nun besprochen.

Hartwig Petermann

9. Hydrodynamische Wandler

Zusammenfassung

Hydrodynamische Wandler umfassen die Strömungskupplungen und die Strömungsgetriebe; diese werden nach ihrem Erfinder auch Föttinger-Kupplungen bzw. Föttinger-Getriebe genannt.

Hartwig Petermann

10. Strahlantriebe

Zusammenfassung

Unter Strahlantrieb wird nachstehend der Antrieb von Luft- und Wasserfahrzeugen mittels Propeller oder Strahltriebwerk verstanden. Hierbei wird mittels einer Strömungsmaschine ein Luft- bzw. Wasserstrahl vom Fahrzeug nach hinten ausgeworfen. Diese Strahlantriebe sind somit ein wichtiges Einsatzgebiet der Strömungsmaschinen, weshalb die Funktion und die sich daraus ergebenden Beurteilungskriterien dieser Strahlantriebe hier behandelt werden.

Hartwig Petermann

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