Strömungsmaschinen: 2 Berechnung und Konstruktion
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| Published: |
Würzburg
Vogel
1999
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| Edition: | 6. Aufl. |
| Series: | Vogel-Fachbuch : Kamprath-Reihe
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 286 S. graph. Darst. 23 cm |
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| adam_text | Titel: Bd. 2. Strömungsmaschinen. Berechnung und Konstruktion
Autor: Bohl, Willi
Jahr: 1999
Inhaltsverzeichnis
TeilA 1.7.2.4 Wahl der Stufenzahl......... 63
_ .. , . , , , , „ , 1.7.3 Dimensionierung der axialen Verdich-
Stromungstechmsche Auslegung und Berechnung .
der Bauteile von Strömungsmaschinen
.............. 65
1.7.3.1 Einleitung............... 65
Bestimmung der Hauptabmessungen 1.7.3.2 Hauptparameter eines Axialverdich-
13 ters................... 65
13 1.7.3.3 Bestimmung der Hauptabmessungen
13 über dimensionslose Kennzahlen. . . 66
13 1.7.3.4 Auslegung von Axialverdichtern mit
16 Hilfe von Auslegediagrammen .... 67
des Laufrades...........
1.1 Einleitung.............
1.2 Die Laufräder der Wasserturbinen
1.2.1 Das Laufrad der Freistrahlturbine
1.2.2 Das Laufrad der Francisturbine .
1.2.3 Das Laufrad der Kaplanturbine .
1.2.4 Das Laufrad der Diagonalturbine
18
21 2 Schaufelgitter............. 71
1.2.5 Das Laufrad der Durchströmturbine 24 2.1 Einleitung............... 71
1.3 Die Laufräder der axialen Dampf- 2.2 Radialgitter.............. 71
und Gasturbinen........... 24 2.2.1 Rotierende Radialgitter (Laufräder) . 71
1.3.1 Einleitung............... 24 2.2.1.1 Grundsätzliches zur Strömung in ro-
1.3.2 Vereinfachte Stufentheorie...... 24 tierenden Radialgittern........ 71
1.3.3 Kennwerte der Stufe......... 27 2.2.1.2 Der Verengungsfaktor k....... 73
1.3.4 Abschätzung der Stufenzahl..... 29 2.2.1.3 Der Minderleistungsfaktor...... 74
1.3.5 Kanalverlauf.............. 30 2.2.1.4 Die Schaufelkonstruktion....... 79
1.3.6 Profilform............... 30 2.2.2 Stehende Radialgitter (Leiträder). . . 82
1.4 Das Laufrad der Zentripetalturbine . 32 2.2.2.1 Einleitung............... 82
1.4.1 Einleitung............... 32 2.2.2.2 Leiträder von Pumpen........ 83
1.4.2 Vereinfachte Stufentheorie...... 32 2.2.2.3 Rückführschaufeln.......... 84
1.4.3 Festlegung der Hauptabmessungen 2.2.2.4 Leiträder von Radialverdichtern . . . 86
mit Hilfe von Kennzahlen...... 33 2.2.2.5 Leiträder der Francisturbine und der
1.5 Die Laufräder der Kreiselpumpen . . 34 Kaplanturbine............. 87
1.5.1 Einleitung............... 34 2.2.2.6 Leitrad der Zentripetalturbine .... 88
1.5.2 Das Laufrad der Radialpumpe. ... 34 2.3 Axialgitter............... 89
1.5.3 Das Laufrad der Axialpumpe .... 39 2.3.1 Einleitung
1.6 Die Laufräder der Ventilatoren ... 45 2.3.2 Einteilung der Axialgitter und Grund-
1.6.1 Einleitung............... 45 begriffe................. 89
1.6.2 Das Laufrad des Radialventilators. . 45 2.3.3 Strömung und Kraftwirkungen in
1.6.3 Das Laufrad des Axialventilators . . 49 Axialgittern.............. 90
1.6.4 Das Laufrad des Querstromventila- 2.3.4 Hauptbemessungsgleichung für Axial-
tors ................... 56 gitter.................. 95
1.7 Die Laufräder der Verdichter .... 58 2.3.5 Der Gitterentwurf........... 97
1.7.1 Kurze Einführung in die Theorie der 2.3.6 Einige Hinweise zur Festlegung des
Verdichterstufe............ 58 Abstandes/zwischen Leitrad und Lauf-
1.7.2 Dimensionierung der radialen Ver- rad................... 105
dichterstufe.............. 60
1.7.2.1 Einleitung............... 60 3 Weitere Bauteile von Strömungsma-
1.7.2.2 Festlegung der Laufradabmessungen schinen................. 113
mittels dimensionsloser Kennzahlen . 60 3.1 Düsen................. 113
1.7.2.3 Festlegung der Laufradabmessungen 3.1.1 Einlaufdüsen.............. 113
mittels Auslegediagrammen und 3.1.2 Lavaldüsen............... 115
Richtwerten.............. 61 3.1.3 Die Düse der Freistrahlturbine. ... 117
3.2 Diffusoren............... 120 4.6.2.3 Der Radialschub............ 159
3.2.1 Einleitung............... 120 4.6.3 Spannungen und Verformungen ... 160
3.2.2 Strömungsverhältnisse........ 120 4.6.4 Die biegekritische Drehzahl..... 161
3.2.3 Kreisringdiffusoren.......... 120 4.6.4.1 Einführung............... 161
3.3 Spiralgehäuse............. 124 4.6.4.2 Überschlägige Berechnung der biege-
3.3.1 Abschätzung des Ein- bzw. Austritts- kritischen Drehzahl.......... 162
querschnitts.............. 124 4.6.4.3 Einflüsse auf die kritische Drehzahl . 168
3.3.2 . Festlegung der Spiralenquerschnitte . 124 4.6.5 Die torsionskritische Drehzahl.... 171
3.4 Einlauf- und Abströmgehäuse .... 129 4.6.6 Gestaltungsregeln und Betriebshin-
weise .................. 171
Teil B 4.7 Rotoren................ 172
Festigkeitsberechnung und Konstruktion der 4.7.1 Konstruktive Ausführungen von Ro-
Bauteile von Strömungsmaschinen toren.................. 172
4.7.2 Berechnung der Rotoren....... 173
4 Rotierende Teile............ 133
4.1 Einfache Grundelemente....... 133 5 Gehäuseteile.............. 177
4.1.1 Prismatischer Stab.......... 133 5.1 Einleitung............... 177
4.1.1.1 Spannungen.............. 133 5.2 Zylindrische Schalen unter innerem
4.1.1.2 Die radiale Dehnung......... 134 Überdruck............... 177
4.1.1.3 Die Biegeeigenfrequenz........ 134 5.3 Kreisförmige ebene Platten...... 180
4.1.1.4 Die Torsionseigenfrequenz...... 134 5.4 Gewölbte Böden............ 183
4.1.2 Ring (Trommel, Kranz)........ 135 5.5 Kugelschalen.............. 184
4.1.3 Scheiben gleicher Dicke (konstanter 5.6 Stutzen................. 184
Breite)................. 136 5.7 Flansche................ 186
4.2 Scheiben beliebigen Profiles (verän- 5.7.1 Flanscharten.............. 186
derlicher Dicke)............ 140 5.7.2 Rohrflansche (Rundflansche)..... 187
4.3 Scheiben gleicher Festigkeit..... 143 5.7.2.1 Die äußeren Kräfte.......... 187
4.4 Radiale Laufräder........... 144 5.7.2.2 Schraubenkraft............ 193
4.4.1 Einleitung............... 144 5.7.2.3 Berechnung der Flansche....... 193
4.4.2 Überschlägige Berechnung nach Eck 144 5.7.3 Gehäuseflansche (horizontale Teil-
4.4.3 Zerlegung des Laufrades in Scheiben flansche)................ 195
und Schaufeln............. 145 5.7.4 Schrauben............... 197
4.4.4 Berechnung der Schaufelbiegung im 5.8 Fixierung von Gehäusen....... 198
Radialrad............... 146
4.5 Axiale Laufräder........... 149 6 Dichtungen............... 201
4.5.1 Einleitung............... 149 6.1 Berührungsdichtungen........ 201
4.5.2 Fliehkraftbeanspruchung....... 149 6.1.1 Packungsstopfbuchsen........ 201
4.5.3 Biegebeanspruchung der Axialschau- 6.1.1.1 Einleitung............... 201
fei.................... 150 6.1.1.2 Konstruktiver Aufbau und Wirkungs-
4.5.4 Torsionsbeanspruchung der Schaufel 152 weise.................. 201
4.5.5 Biegeeigenfrequenzen der starr einge- 6.1.1.3 Packungswerkstoffe.......... 202
spannten Schaufel........... 152 6.1.1.4 Gestaltungshinweise.......... 203
4.6 Wellen................. 157 6.1.1.5 Kräfte, Drücke und Momente an und
4.6.1 Rotorformen.............. 157 in der Packung............. 206
4.6.2 Kräfte und Momente......... 157 6.1.1.6 Einige besondere Stoffbuchskon-
4.6.2.1 Allgemeines.............. 157 struktionen............... 208
4.6.2.2 Der Axialschub............ 158 6.1.2 Axiale Gleitringdichtungen...... 209
6.1.2.1 Einleitung............... 209 7.2.3.3 Auslegung von Axiallagern mit ein-
6.1.2.2 Aufbau und Wirkungsweise..... 210 gearbeiteten Keilflächen....... 239
6.1.2.3 Kräfte und Momente an der Gleitring- 7.2.3.4 Kippsegment-Axiallager........ 242
dichtung................ 211 7.3 Wälzlager............... 244
6.1.2.4 Anordnungen und Ausführungen von 7.3.1 Einleitung............... 244
Gleitringdichtungen.......... 213 7.3.2 Wahl der Lagerart.......... 244
6.1.2.5 Leckage................ 214 7.3.3 Wahl der Lagergröße (Dimensionie-
6.1.2.6 Beispiele................ 215 rung).................. 244
6.1.3 Radial-Wellendichtringe....... 216 7.3.4 Drehzahlgrenzen............ 24
6.1.3.1 Aufbau und Wirkungsweise..... 216 7.3.5 Toleranzen und Passungen...... 247
6.1.3.2 Auswahl der Dichtung........ 217 7.3.6 Lagerluft................ 247
6.1.3.3 Konstruktionsrichtlinien....... 217 7.3.7 Gestaltungsfragen........... 248
6.2 Berührungsfreie Dichtungen..... 221 7.3.8 Abdichtung.............. 248
6.2.1 Einleitung und Einteilung....... 221 7.3.9 Schmierung.............. 248
6.2.2 Drucklose berührungsfreie Dichtun- 7.3.10 Montage................ 252
gen................... 221 7.3.11 Beispiele................ 253
6.2.3 Spaltdichtungen............ 221
6.2.3.1 Der axiale Spalt............ 221 8 Kupplungen............... 259
6.2.3.2 Der radiale Spalt........... 226 8.1 Feste Kupplungen........... 259
6.2.3.3 Schwimmringdichtungen....... 227 8.2 Elastische Kupplungen........ 262
6.2.4 Labyrinthspaltdichtungen....... 228 8.3 Zahnkupplungen........... 265
6.2.4.1 Durchflußgleichungen (Leckage). . . 228
6.2.4.2 Gestaltungshinweise.......... 229 9 Fundamente.............. 267
9.1 Allgemeines.............. 267
7 Lager.................. 233 9.2 Zur Konstruktion der Fundamente . 267
7.1 Einleitung............... 233
7.2 Gleitlager............... 233
7.2.1 Bauformen............... 233
7.2 2 Radiallager 233 D e wichtigsten Formelzeichen und
7.23 Axiallager ............... 238 Einheiten
7.2.3.1 Einleitung............... 238
7.2.3.2 Auslegung von Axiallagern mit glatten Literaturverzeichnis........... 269
Anlaufbunden............. 238 Stichwortverzeichnis .......... 283
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