Entwicklung und numerische Verifizierung von Methoden zur optimalen Gestaltung von Radialturbinen:
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Berlin
Mensch-und-Buch-Verl.
2014
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 1
2. GRUNDLAGEN 3
2.1. FESTLEGUNG DES KOORDINATENSYSTEMS UND WINKELKONVENTION 3
2.2. EBENENBEZEICHNUNG 4
2.3. THEORIE DER AUSLEGUNG VON RADIALTURBINEN 5
2.3.1. DIE ARBEITSUMSETZUNG IN EINER TURBOMASCHINE 5
2.3.2. DIE ERWEITERTE FORM DER EULERGLEICHUNG 6
2.3 3 DER LAUFRADWIRKUNGSGRAD 7
2.3 4. AUSLEGUNG NACH KENNZAHLEN 10
2.3.5. DER RELATIVE KANALWIRBEL 13
2.4. DIE NUMERISCHE STROMUNGSSIMULATION 18
2.4 1. MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN 18
2.4.2. PRAKTISCHE ANWENDUNG DER NUMERISCHEN STROEMUNGSSIMULATION .... 20
2.4.3. VERNETZUNG 20
2.4.4. TURBULENZMODELLE . . . 23
2.4.5. RANDBEDINGUNGEN . . . 25
3. STATIONAERE UNTERSUCHUNG DES LAUFRADES 27
3.1. STAND DER TECHNIK . . 28
3 1.1. AUSLEGUNG DER LAUFRADANSTROMUNG 28
3.1.2. BESTIMMUNG DER SCHAUFELANZAHL. . 30
3 1.3. BESTIMMUNG DES WIRKUNGSGRADES 32
3.1.4. AUSLEGUNG DER LAUFRADABSTROMUNG .... 38
3 2 METHODIK 39
3.3. DAS BASISMODELL 40
3 3.1. MODELLBESCHREIBUNG 40
3.3.2. NUMERISCHES MODELL 41
3.3.3. NETZUNABHAENGIGKEITSSTUDIE 43
3 3.4. VALIDIERUNG MIT EXPERIMENTELLEN ERGEBNISSEN 43
3.3.5. BESTIMMUNG VON OPTIMALEM MASSENSTROM UND EINTRITTSWINKEL. . .45
3.4. EINFLUSS DES SCHAUFELAUSTRITTSWINKELS 52
3.4.1. SIMULATIONSMODELLE 52
3 4 2 ERGEBNISSE. . 53
3 4.3. EINFLUSS AUF DIE MINDERUMLENKUNG 54
3 5. EINFLUSS DER SCHAUFELANZAHL 56
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3 51 SIMULATIONSMODELLE ... 56
3 5 2 ERGEBNISSE 56
3.5.3. EINFLUSS AUF DIE MINDERUMLENKUNG 59
3 6 EINFLUSS DER SCHAUFELEINTNTTSHOHE . . 60
3.6.1. SIMULATIONSMODELLE . . . . . 60
3.6.2. ERGEBNISSE... . . 60
3 7 EINFLUSS DES SCHAUFELSPALTES . 63
3.7.1. SIMULATIONSMODELLE 63
3.7.2. ERGEBNISSE 64
3 8 EINFLUSS DER GRENZSCHICHT BZW. DER WANDREIBUNG . . . .66
3.8.1 SIMULATIONSMODELLE . . 66
3.8.2. ERGEBNISSE ... . . . 66
3.9. ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS ... 69
3.9.1. BEDINGUNGEN FUER EINE OPTIMALE ANSTROEMUNG . . 69
3.9.2. BEDINGUNGEN FUER EINE OPTIMALE ABSTROMUNG 70
3.9.3. BESTIMMUNG DES LAUFRADWIRKUNGSGRADES 71
4. STATIONAERE UNTERSUCHUNG DER SPIRALE 73
4.1 AUSLEGUNG VON SPIRALGEHAUSEN . 73
4.1.1. BERECHNUNG DER SPIRALQUERSCHNITTE . . 75
4.2. STAND DER TECHNIK ... .77
4 21 DRALLREDUZIERENDE EFFEKTE 77
4.2 2 REIBUNGSVERLUSTE ... 77
4.2.3. DIE SPIRALABSTROMBEDINGUNGEN . . . 78
4 3. BERECHNUNG VON NORMSPIRALEN . . 80
4 3.1. VERNETZUNG UND NUMERISCHE RANDBEDINGUNGEN .... . 81
4 3 2. ERGEBNISSE DER STROMUNGSSIMULATION 82
4.4. PARAMETERSTUDIE ZUR QUANTIFIZIERUNG DES ZUNGENEINFLUSSES 87
4.4.1. MODELLBESCHREIBUNG . . 87
4.4.2. DEFINITION DER STUDIEN . . .91
4.4 3. DIE SPIRALABSTROMUNG 92
4.4.4 DER TOTALDRUCKVERLUST .... 94
4.4.5. ERGEBNISSE DER STUFENMODELLE 102
5. INSTATIONAERE UNTERSUCHUNG DER STUFE 107
5 1 SIMULATIONSMODELL DER STUFE 108
5.2 ERGEBNISSE DER STUFENBERECHNUNG . . . 110
6. INSTATIONAERE BETRIEBSZUSTAENDE 115
6.1. WIRKUNGSWEISE EINES VERBRENNUNGSMOTORS 116
6.2. DER ABGASTURBOLADER 117
62 1 WIRKUNGSWEISE DES ABGASTURBOLADERS 117
6.2.2. AUFBAU DES ABGASTURBOLADERS . 118
6 2.3. DIE STOSSAUFLADUNG . . . 119
6.3. MODELLBILDUNG.... . . ... 120
6 3 1. AUSWAHL DES VERBRENNUNGSMOTORS .... 120
6 3 2. SIMULATIONSMODELL 121
6.4. ERGEBNISSE 123
6 4 1. ERGEBNISSE DES LAUFRADMODELLS 123
6.4.2 VERGLEICH DES LAUFRADMODELLS MIT DEM STUFENMODELL 126
6.4 3 VERGLEICH DES INSTATIONAREN MIT DEM STATIONAREN VERHALTEN 131
6.4.4. VERGLEICH VERSCHIEDENER LAUFRADMODELLE 134
7. ZUSAMMENFASSUNG 139
A. ANHANG 143
B. ABBILDUNGSVERZEICHNIS 149
C. TABELLENVERZEICHNIS 153
D. LITERATUR 155
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