Strömungsmaschinen: Grundlagen und Anwendungen ; mit 36 Tabellen sowie einer Multimedia-CD-ROM
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München
Hanser
2013
|
| Edition: | 5., aktualisierte Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 451 S. Ill., graph. Darst. CD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 9783446432420 9783446436589 |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
TEIL I GRUNDLAGEN N
1 ALLGEMEINES 17
1.1 BEGRIFFE, EINHEITEN, ABKUERZUNGEN 17
1.1.1 BEGRIFFE 17
1.1.2 EINHEITEN 18
1.1.3 FORMELZEICHEN, SYMBOLE UND ABKUERZUNGEN 19
1.2 AUFGABE UND BEDEUTUNG 23
1.3 UNTERTEILUNG 26
1.4 WIRKUNGSWEISE 29
1.4.1 GRUNDSAETZLICHES 29
1.4.2 EINZELSCHAUFEL (FLUEGEL) 29
1.4.3 SCHAUFELGITTER (SCHAUFEL) 31
1.5 BAUARTEN 35
1.5.1 VORBEMERKUNGEN 35
1.5.2 HAUPTTEILE 35
1.5.3 BEZEICHNUNGEN 35
1.5.4 AUFTEILUNG 36
1.6 VERGLEICH MIT KOLBENMASCHINEN 36
1.6.1 VORBEMERKUNGEN 36
1.6.2 UEBEREINSTIMMENDE KENNZEICHEN 37
1.6.3 UNTERSCHIEDE 37
2 STROEMUNGSVERHAELTNISSE 39
2.1 ZUSAMMENGESETZTE STROEMUNGEN 39
2.1.1 GRUNDSAETZLICHES 39
2.1.2 RADIALROTATIONSHOHLRAEUME 39
2.1.2.1 VORBEMERKUNGEN 39
2.1.2.2 REIBUNGSFREIE STROEMUNGEN 39
2.1.2.3 REIBUNGSBEHAFTETE STROEMUNGEN 40
2.1.3 BELIEBIGE ROTATIONSSYMMETRISCHE KANAELE 41
2.1.4 AXIALROTATIONSHOHLRAEUME 42
2.2 RELATIVBEWEGUNG 42
2.3 ENERGIEGLEICHUNG DER RELATIVSTROEMUNG 42
2.4 INSTATIONAERE STROEMUNG 44
2.4.1 GRUNDSAETZLICHES 44
2.4.2 ENERGIEGLEICHUNG DER INSTATIONAEREN STROEMUNG 44
2.4.3 DRUCKSTOSS 46
2.4.3.1 VORBETRACHTUNGEN 46
2.4.3.2 PHYSIKALISCHER ABLAUF 46
2.4.3.3 ROHRLEITUNG MIT KONSTANTEM QUERSCHNITT 47
2.4.3.4 ROHRSYSTEM MIT VERAENDERLICHEM DURCHMESSER 53
2.5 LAUFRADSTROEMUNGEN 54
2.5.1 BEZEICHNUNGEN UND GRUNDSAETZLICHES 54
2.5.2 RADIAL-, HALBAXIAL- UND DIAGONALRAEDER 56
2.5.2.1 STROEMUNGSVERHAELTNISSE 56
2.5.2.2 NABENVERENGUNG 58
2.5.2.3 RADQUERSCHNITTSVERENGUNG 58
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IMAGE 2
2.5.2.4 LAUFSCHAUFELZAHL 60
2.5.2.5 SCHAUFELDICKE 62
2.5.2.6 UMFANGSGESCHWINDIGKEIT 62
2.5.2.7 GESCHWINDIGKEITSVERHAELTNISSE 63
2.5.3 AXIALRAEDER 64
2.5.3.1 VORBEMERKUNGEN 64
2.5.3.2 AXIALRAEDER MIT VIELEN SCHAUFELN 64
2.5.3.3 AXIALRAEDER MIT WENIGEN SCHAUFELN 68
3 ENERGIEUMSATZ 73
3.1 BERECHNUNGSVERFAHREN 73
3.2 STROMFADENTHEORIE 74
3.2.1 HAUPTGLEICHUNG DER KREISELRADTHEORIE (EULER-GLEICHUNG) 74
3.2.1.1 SPEZIFISCHE THEORETISCHE SCHAUFELARBEIT KSCHOO BEI UNENDLICHER
SCHAUFELZAHL . 74 3.2.1.2 SPEZIFISCHE THEORETISCHE SCHAUFELARBEIT KS CH
BEI ENDLICHER SCHAUFELZAHL . . . . 78 3.2.1.3 SPEZIFISCHE STUFENARBEIT
AK UND SPEZIFISCHE STUTZENARBEIT Y 85
3.2.1.4 SPALTDRUCKARBEIT 87
3.2.1.5 GLEICH-UND UEBERDRUCKWIRKUNG 88
3.3 TRAGFLUEGELTHEORIE 90
3.3.1 IDEALE STROEMUNG (KUTTA-JOUKOWSKY-GESETZ) 9 0
3.3.2 REALE STROEMUNG 93
4 AFFINITAETSREGELN UND KENNZIFFERN 99
4.1 GRUNDSAETZLICHES 99
4.2 AEHNLICHKEITSTHEORIE 99
4.2.1 VORBEMERKUNGEN 99
4.2.2 AEHNLICHKEITSBEDINGUNGEN 99
4.2.3 AFFINITAETSREGELN 100
4.2.3.1 MASSSTABSFAKTOREN 100
4.2.3.2 PROPORTIONALITAETEN 100
4.2.3.3 AEHNLICHKEITSBEZIEHUNGEN 101
4.2.3.4 WIRKUNGSGRADUMRECHNUNG 102
4.2.3.5 RADANPASSUNG 103
4.3 KENNZIFFERN 105
4.3.1 GRUNDSAETZLICHES 105
4.3.2 METHODEN ZUR AUFSTELLUNG VON KENNZIFFERN 106
4.3.3 WICHTIGE KENNZIFFERN FUER TURBOMASCHINEN 106
4.3.3.1 REAKTIONSGRAD 106
4.3.3.2 DRUCKZIFFER 108
4.3.3.3 LIEFERZIFFER 109
4.3.3.4 DURCHMESSERZIFFER 111
4.3.3.5 RADFORMKENNZIFFERN (LAUFRADKENNZAHLEN) 111
4.3.3.6 RELATIVE DRALLZIFFER 120
4.3.3.7 EINLAUFZIFFER UND ABSTROEMWERT 121
5 KAVITATION UND UEBERSCHALL 124
5.1 VORBEMERKUNGEN 124
5.2 KAVITATION 124
5.2.1 ABLAUF, WIRKUNG, WERKSTOFFE, EINFLUESSE 124
5.2.1.1 GRUNDSAETZLICHES 124
5.2.1.2 KAVITATIONSABLAUF 126
IMAGE 3
5.2.1.3 WERKSTOFFE 127
5.2.1.4 LAUFRADGROESSENEINFLUSS 129
5.2.1.5 KAVITATIONSSTUFEN 129
5.2.1.6 KAVITATIONSFORMEN 130
5.2.1.7 ZUSAMMENFASSUNG 131
5.2.2 SAUGHOEHE VON FLUESSIGKEITSMASCHINEN 131
5.2.3 HALTEENERGIE 133
5.2.4 SAUGZAHL 5,. 136
5.2.5 NPSH- WERT 137
5.2.6 THOMA-ZAHL TH 138
5.2.7 FESTLEGEN DES KAVITATIONSZUSTANDES . . . . . . 139
5.3 UEBERSCHALL 140
5.3.1 GRUNDSAETZLICHES, BEDEUTUNG 140
5.3.2 DICHTEAENDERUNG IM SAUGSTUTZEN 141
5.3.3 UEBERSCHALLGRENZE, SCHALLZIFFER 143
6 LAUFRADFORMEN 147
6.1 RADIALMASCHINEN 147
6.1.1 GRUNDSAETZLICHES 147
6.1.2 WIRKUNGSFREIE RADIALSCHAUFEL 147
6.1.3 EINFLUSS DER SAUGKANTE 151
6.1.4 EINFLUSS DER DRUCKKANTE 152
6.1.4.1 GRUNDSAETZLICHES 152
6.1.4.2 UNTERSCHEIDUNG 153
6.1.4.3 VERGLEICH 153
6.1.4.4 ANWENDUNG 153
6.1.5 SCHAUFELFORMEN 155
6.1.5.1 GRUNDSAETZLICHES 155
6.1.5.2 PUMPENSCHAUFELN 155
6.1.5.3 TURBINENSCHAUFELN 160
6.2 AXIALMASCHINEN 161
6.2.1 VORBEMERKUNGEN 161
6.2.2 WIRKUNGSFREIE AXIALSCHAUFEL 162
6.2.3 EINFLUSS DER SAUGKANTE 163
6.2.4 EINFLUSS DER DRUCKKANTE 163
6.2.4.1 GRUNDSAETZLICHES 163
6.2.4.2 UNTERSCHEIDUNG 163
6.2.4.3 VERGLEICH 164
6.2.4.4 ANWENDUNG 164
6.2.5 SCHAUFELFORMEN 165
6.2.5.1 AXIALPUMPEN 165
6.2.5.2 WASSERTURBINEN 165
6.2.5.3 DAMPF- UND GASTURBINEN 167
7 LEITVORRICHTUNGEN 171
7.1 GRUNDSAETZLICHES 171
7.2 PUMPENLEITVORRICHTUNGEN 171
7.2.1 RADIALMASCHINEN 172
7.2.1.1 EINFUEHRUNG 172
7.2.1.2 RINGSPALT, LEITKANALEINTRITTSBREITE 173
7.2.1.3 LEITRAD (BESCHAUFELT) 174
IMAGE 4
182
183 192 194 195
195 197 197
197 197 199 199 200 200 203
209 209 2 1 1
217
219
219 219 224 224 224 224 228
235 241 241 243 244
245 245 245 246 246 246 247
247 247 247 247
248 248 249 249 251 251
7.2.1.4 LEITRING (SCHAUFELLOS) 7.2.1.5 SPIRALGEHAEUSE 7.2.1.6
RUECKFIIHREINRICHTUNGEN
7.2.1.7 SAUGSEITENLEITVORRICHTUNGEN 7.2.2 AXIALMASCHINEN 7.2.2.1
GRUNDSAETZLICHES 7.2.2.2 SPALT ZWISCHEN LAUF- UND LEITRAD
7.2.2.3 LEITSCHAUFELDICKE ILT 7.2.2.4 LEITSCHAUFELZAHL 7.2.2.5
LEITSCHAUFELKONTUR TURBINENLEITVORRICHTUNGEN
7.3.1 GRUNDSAETZLICHES 7.3.2 WASSERTURBINEN 7.3.2.1 GLEICHDRUCKTURBINEN
(AKTIONSWIRKUNG) 7.3.2.2 UEBERDRUCKTURBINEN (REAKTIONSWIRKUNG)
7.3.3 DAMPF- UND GASTURBINEN 7.3.3.1 VORBEMERKUNGEN 7.3.3.2
GLEICHDRUCKTURBINEN (AKTIONSWIRKUNG) 7.3.3.3 UEBERDRUCKTURBINEN
(REAKTIONSPRINZIP)
SPEZIFISCHE STUTZENARBEIT, VERLUSTE, LEISTUNGEN, WIRKUNGSGRADE
VORBEMERKUNG SPEZIFISCHE STUTZENARBEIT VERLUSTE 8.3.1 GRUNDSAETZLICHES
8.3.2 INNERE VERLUSTE 8.3.2.1 SCHAUFLUNGSVERLUSTE Z SCH 8.3.2.2
MENGENSTROMVERLUSTE 8.3.2.3 RADREIBUNGS- UND VENTILATIONSVERLUSTE
8.3.2.4 AUSTAUSCHVERLUST 8.3.2.5 STOSSVERLUSTE 8.3.2.6 ZUSAMMENFASSUNG
8.3.3 AEUSSERE VERLUSTE 8.3.4 GESAMTVERLUST Z GES LEISTUNGEN
8.4.1 GRUNDSAETZLICHES 8.4.2 THEORETISCHE LEISTUNG 8.4.3 INNERE
LEISTUNGEN 8.4.4 AEUSSERE, EFFEKTIVE ODER KUPPLUNGS-LEISTUNG
WIRKUNGSGRADE 8.5.1 GRUNDSAETZLICHES 8.5.2 LIEFERGRAD Z L 8.5.3
SCHAUFLUNGSWIRKUNGSGRAD 7/SCH
8.5.4 INNERER WIRKUNGSGRAD R}\ 8.5.5 MECHANISCHER WIRKUNGSGRAD IJ M
8.5.6 EFFEKTIVER WIRKUNGSGRAD T ]C
8.5.7 WEITERE WIRKUNGSGRADE BEI THERMISCHEN TURBOARBEITSMASCHINEN
8.5.8 WEITERE WIRKUNGSGRADE BEI TURBOKRAFTANLAGEN 8.5.9
ANLAGENWIRKUNGSGRAD TJ A 8.5.10 SPEZIELLE WIRKUNGSGRADE
IMAGE 5
9 BETRIEBLICHES VERHALTEN (KENNLINIEN, KENNFELDER) 252
9.1 GRUNDSAETZLICHES 252
9.2 BETRIEBSVERHALTEN DER STROEMUNGSARBEITSMASCHINEN 252
9.2.1 KREISELPUMPEN 252
9.2.1.1 DROSSELKURVEN 252
9.2.1.2 AUSLEGUNGS-UND BETRIEBSPUNKT 257
9.2.1.3 STABILER UND LABILER BETRIEBSZUSTAND 258
9.2.1.4 AFFINITAET DER DROSSELKURVEN 261
9.2.1.5 VERGLEICH MIT DEM KENNVERHALTEN DER KOLBENPUMPEN 264
9.2.1.6 MUSCHELDIAGRAMM 264
9.2.1.7 KENNLINIEN FUER LEISTUNGEN, WIRKUNGSGRAD UND HAITEDRUCKHOEHE BZW.
NPSA . 265 9.2.1.8 BESONDERHEITEN SCHNELLLAEUFIGER STROEMUNGSPUMPEN 267
9.2.1.9 KOMBINATION VON STROEMUNGSPUMPEN 270
9.2.1.10 REGELUNG VON STROEMUNGSPUMPEN 271
9.2.2 KREISELVERDICHTER 272
9.2.2.1 GRUNDSAETZLICHES 272
9.2.2.2 GINFLUSS DER ANSAUGVERHAELTNISSE 273
9.2.2.3 INSTABILITAETEN (STROEMUNGSABREISSEN) 275
9.2.2.4 KENNLINIEN MEHRSTUFIGER VERDICHTER 278
9.3 BETRIEBSVERHALTEN DER STROEMUNGSKRAFTMASCHINEN 278
9.3.1 GRUNDSAETZLICHES 278
9.3.2 WASSERTURBINEN 279
9.3.3 DAMPF-UND GASTURBINEN 281
9.3.3.1 VORBEMERKUNGEN 281
9.3.3.2 KEGELGESETZ 281
TEIL II TURBOMASCHINENARTEN 285
10 UEBERSICHT UEBER DIE STROEMUNGSPUMPEN (TURBOARBEITSMASCHINEN) 285 10.1
GRUNDSAETZLICHES 285
10.2 KREISELPUMPEN 285
10.2.1 VORBEMERKUNGEN 285
10.2.2 LAUFRADFORMEN UND KENNGROESSEN 286
10.2.3 WIRKUNGSGRAD 288
10.2.4 LAEUFERKRAEFTE 290
10.2.4.1 ACHSSCHUB (AXIALKRAFT) 290
10.2.4.2 RADIALKRAEFTE 295
10.2.5 SAUGVERHALTEN 295
10.2.6 AUSFUEHRUNGSBEISPIELE 296
10.2.6.1 RADIAL-UND HALBAXIALPUMPEN (RADFORM I UND II) 297
10.2.6.2 DIAGONAL- ODER SCHRAUBENPUMPEN (RADFORM III) 300
10.2.6.3 AXIAL-ODER PROPELLERPUMPEN (RADFORM IV) 302
10.2.6.4 MEHRSTUFIGE RADIALPUMPEN (RADFORM I UND II) 303
10.2.6.5 SONDER-KREISELPUMPEN 305
10.3 KREISELVERDICHTER 319
10.3.1 VORBEMERKUNGEN 319
10.3.2 BESONDERHEITEN 320
10.3.2.1 DREHZAHL 320
10.3.2.2 AUFBAU 320
10.3.2.3 GERAEUSCHENTWICKLUNG 322
10.3.2.4 THERMODYNAMIK DER VERDICHTUNG 323
IMAGE 6
10.3.3 UNTERTEILUNG 329
10.3.4 DRUCKSTUFUNG 329
10.3.5 LAUFRAEDER-ABSTUFUNG 330
10.3.6 AUSFUEHRUNGSBEISPIELE 330
10.3.6.1 VENTILATOREN 331
10.3.6.2 GEBLAESE 337
10.3.6.3 KOMPRESSOREN 340
10.4 HINWEISE FUER DAS BERECHNEN VON STROEMUNGSPUMPEN 348
10.4.1 GRUNDSAETZLICHES 348
10.4.2 WELLENDURCHMESSER Z) WE 351
10.4.3 RADIALRAD-ABMESSUNGEN (N Y ^ 0,12) 353
10.4.3.1 NABENDURCHMESSER D N 353
10.4.3.2 SAUGMUND 353
10.4.3.3 UEBERSCHLAEGIGES FESTLEGEN DER LAUFRADKANAELE 354
10.4.3.4 STUFENZAHL/ 355
10.4.3.5 LAUFSCHAUFELZAHL ZI* 355
10.4.3.6 NACHRECHNEN DER SCHAUFELKANTEN 355
10.4.4 DIAGONALRAD- ABMESSUNGEN (N Y = 0 , 1 2 . . . 0,48) 355
10.4.5 AXIALRAD-ABMESSUNGEN (N Y 0,3) 355
11 UEBERSICHT UEBER DIE TURBINEN (TURBOKRAFTMASCHINEN) 356
11.1 GRUNDSAETZLICHES 356
11.2 WASSERTURBINEN 356
11.2.1 VORBEMERKUNGEN 356
11.2.2 GLEICHDRUCK-ODER AKTIONSTURBINEN 359
11.2.2.1 PELTON-, BECHER-, FREISTRAHL- ODER TANGENTIAL-TURBINEN 359
11.2.2.2 MICHELL-OSSBERGER-ODER DURCHSTROEMTURBINE 3 6 3
11.2.3 UEBERDRUCK- ODER REAKTIONSTURBINEN 364
11.2.3.1 GEMEINSAMES 364
11.2.3.2 FRANCIS-TURBINEN 365
11.2.3.3 PROPELLER- UND KAPLAN-TURBINEN 368
11.2.4 BERECHNUNGSHINWEISE 372
11.3 DAMPFTURBINEN 372
11.3.1 GRUNDSAETZLICHES 372
11.3.1.1 DAMPFKRAFTPROZESS 372
11.3.1.2 EINTEILUNG 375
11.3.1.3 OPTIMALER ENERGIEUMSATZ 375
11.3.1.4 STUFUNGSARTEN 377
11.3.1.5 WAERMERUECKGEWINN 380
11.3.1.6 KENNWERTE 381
11.3.1.7 BETRIEBSGROESSEN 381
11.3.1.8 GRENZEN 385
11.3.1.9 VERGLEICH MIT ANDEREN TURBOMASCHINEN 386
11.3.1.10 KONSTRUKTIVE BESONDERHEITEN 386
11.3.2 BETRIEBSVERHALTEN 390
11.3.2.1 ANFAHREN, BETRIEB, ABSTELLEN 390
11.3.2.2 REGELUNG 390
11.3.3 AUSFUEHRUNGSBEISPIELE 392
11.3.3.1 VORBEMERKUNGEN 392
11.3.3.2 GLEICHDRUCK-ODER AKTIONSTURBINEN 392
11.3.3.3 UEBERDRUCK-ODER REAKTIONSTURBINEN 395
IMAGE 7
11.3.4 VERGLEICH GLEICHDRUCK - UEBERDRUCK 398
11.3.5 BERECHNUNGSHINWEISE 398
11.4 GASTURBINEN 401
11.4.1 GRUNDSAETZLICHES 401
11.4.1.1 BEZEICHNUNGEN 401
11.4.1.2 WIRKUNGSWEISE 401
11.4.1.3 GESCHICHTLICHES UND BEDEUTUNG 401
11.4.2 VERGLEICH MIT DAMPFTURBINEN 402
11.4.3 AUFBAU 402
11.4.3.1 BESTANDTEILE 402
11.4.3.2 UNTERTEILUNG 402
11.4.4 THERMODYNAMIK 404
11.4.5 BESONDERHEITEN 406
11.4.5.1 BAUTEILE 406
11.4.5.2 WERKSTOFFE 411
11.4.5.3 BRENNSTOFFE 412
11.4.5.4 LEBENSDAUER 413
11.4.6 EIGENSCHAFTEN, ANWENDUNG, AUSFUEHRUNGSBEISPIELE 413
11.4.6.1 VORBEMERKUNGEN 413
11.4.6.2 STATIONAERE ANLAGEN 414
11.4.6.3 BEWEGLICHE ANLAGEN 417
11.4.6.4 SONDERAUSFUEHRUNGEN 420
11.5 WINDTURBINEN 422
11.5.1 VORBEMERKUNGEN 422
11.5.2 WINDANGEBOT 423
11.5.3 AERODYNAMISCHE GRUNDLAGEN 424
11.5.3.1 EINFUEHRUNG 424
11.5.3.2 WINDENERGIE UND WINDLEISTUNG 424
11.5.3.3 WINDTURBINENLEISTUNG 424
11.5.4 AXIALKRAFT 425
11.5.5 KENNWERTE 425
11.5.6 AUSFUEHRUNGSHINWEISE 425
12 ANTRIEBSPROPELLER 427
12.1 VORBEMERKUNGEN 427
12.2 STROEMUNG, GESCHWINDIGKEITEN UND KRAEFTE AM PROPELLERBLATT 427
12.3 VEREINFACHTE PROPELLERTHEORIE 428
12.4 KENNZAHLEN 430
12.5 ANWENDUNGSBEDINGTE BESONDERHEITEN 430
12.5.1 FLUGZEUGPROPELLER 430
12.5.2 SCHIFFSSCHRAUBEN 431
12.5.3 SONDERBAUARTEN 431
13 AGGREGATE 433
13.1 VORBEMERKUNG 433
13.2 FUNKTIONSWEISE 433
13.3 STROEMUNGSKUPPLUNGEN 434
13.3.1 AUFBAU UND ARBEITSWEISE 434
13.3.2 KENNGROESSEN UND EIGENSCHAFTEN 434
13.3.3 AUSFUEHRUNGEN UND ANWENDUNGEN 436
IMAGE 8
13.4 STROEMUNGSGETRIEBE 437
13.4.1 UNTERSCHIED KUPPLUNG - GETRIEBE 437
13.4.2 WIRKUNGSWEISE 437
13.4.3 KENNGROESSEN 439
13.4.4 KENNLINIEN 439
13.4.5 ANWENDUNGSBEREICHE 440
13.4.6 AUSFUEHRUNGSBEISPIELE 440
14 LITERATURVERZEICHNIS 442
14.1 LEHRBUECHER 442
14.2 SPEZIALWERKE 442
14.3 HANDBUECHER UND SONSTIGE 444
15 SACHWORTVERZEICHNIS 445 |
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