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Erschienen in:
2019 | OriginalPaper | Buchkapitel
6. Strömungsmaschinen
verfasst von : Valentin Schröder
Erschienen in: Übungsaufgaben zur Strömungsmechanik 2
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
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Zusammenfassung
Die Berechnungen wesentlicher Komponenten von Strömungsmaschinen und den Anlagen, in denen sie betrieben werden, beruhen u. a. auf den Grundlagen der Strömungsmechanik und Thermodynamik. Die Anwendung der in den vorangegangenen Kapiteln vorgestellten Grundkenntnisse soll hier an Hand einiger weniger Aufgaben demonstriert werden. Neben den schon benutzen Gesetzmäßigkeiten der Vorkapitel kommt des Weiteren zur Ermittlung des Energiebedarfs in einer Anlage dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik besondere Bedeutung zu. Im Fall einer flüssigkeitsbetriebenen Pumpenanlage lässt sich folgender Zusammenhang herleiten:
$$Y_{\mathrm{Anl}}=\frac{p_{\mathrm{OW}}-p_{\mathrm{UW}}}{\rho}+\frac{c_{\mathrm{OW}}^{2}-c_{\mathrm{UW}}^{2}}{2}+g\cdot\left(Z_{\mathrm{OW}}-Z_{\mathrm{UW}}\right)+Y_{{\mathrm{VR}_{\mathrm{OW};\mathrm{UW}}}}.$$
Dabei bedeuten\(Y_{\mathrm{Anl}}\) muss von der installierten Pumpe in jedem Betriebspunkt (\({\equiv}\) Volumenstrom) bereitgestellt werden, wozu sie bei korrekter Auslegung auch in der Lage ist. Zwischen dem Anlagebedarf \(Y_{\mathrm{Anl}}\) und der von der Pumpe an die Flüssigkeit übertragenen Energie Y besteht immer Gleichgewicht, also
$$Y_{\mathrm{Anl}}=Y.$$
Diese Pumpenförderenergie Y lässt sich experimentell aus der Differenz der Energiezustände im Druckstutzen und Saugstutzen wie folgt bestimmen:
$$Y=\frac{p_{\mathrm{D}}-p_{\mathrm{S}}}{\rho}+\frac{c_{\mathrm{D}}^{2}-c_{\mathrm{S}}^{2}}{2}+g\cdot\left(Z_{\mathrm{D}}-Z_{\mathrm{S}}\right).$$