Energieumwandlung in Kraft- und Arbeitsmaschinen: Kolbenmaschinen - Strömungsmaschinen - Kraftwerke
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
[2019]
|
| Ausgabe: | 11., überarbeitete und erweiterte Auflage |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 416 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm |
| ISBN: | 9783446461215 3446461213 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
..................................................................................................................................
5
FORMELZEICHEN
UND
EINHEITEN
.......................................................................................................
11
1
EINLEITUNG
..................................................................................................................................
13
1.1
ALLGEMEINE
BETRACHTUNGEN
ZUR
ENERGIEUMWANDLUNG
......................................
13
1.2
ENERGIEUMWANDLUNG
IN
DER
TECHNIK
.................................................................
14
2
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
.......................................................................................................
17
2.1
ALLGEMEINE
PHYSIKALISCHE
GROESSEN
.....................................................................
17
2.2
HYDROMECHANIK
..................................................................................................
19
2.2.1
HYDROSTATIK
............................................................................................
19
2.2.2
KONTINUITAETSGLEICHUNG
...........................................................................
20
2.2.3
BERNOULLISCHE
GLEICHUNG
.......................................................................
21
2.2.3.1
DUESE
UND
DIFFUSOR
...................................................................
22
2.2.3.2
MESSUNG
VON
STROEMUNGSGESCHWINDIGKEITEN
.........................
24
2.2.4
STROEMUNG
IN
ROHRLEITUNGEN
..........................................................
25
2.2.5
DRUCKENERGIEVERLUST
IN
ROHRLEITUNGEN
..................................................
27
2.2.6
HAUPTGLEICHUNG
DER
STROEMUNGSMASCHINEN
..........................................
28
2.2.7
KAVITATION
UND
VERDICHTUNGSSTOSS
........................................................
30
2.3
WAERMETECHNIK
....................................................................................................
32
2.3.1
THERMISCHE
ZUSTANDSGROESSEN
.................................................................
32
2.3.2
ERSTER
HAUPTSATZ
...................................................................................
33
2.3.3
SPEZIFISCHE
WAERMEKAPAZITAET
.................................................................
35
2.3.4
ENTHALPIE
................................................................................................
37
2.3.5
ZUSTANDSGLEICHUNGEN
DES
IDEALEN
GASES
..............................................
40
2.3.5.1
THERMISCHE
ZUSTANDSGLEICHUNG
............................................
40
2.3.5.2
KALORISCHE
ZUSTANDSGLEICHUNG
..............................................
42
2.3.6
ZWEITER
HAUPTSATZ
.................................................................................
43
2.3.6.1
ENTROPIE
..................................................................
43
2.3.6.2
DARSTELLUNG
DER
ENTROPIE
DURCH
THERMISCHE
ZUSTANDSGROESSEN
.......................................................................
44
2.3.6.3
FORMULIERUNGEN
DES
ZWEITEN
HAUPTSATZES
.............................
44
2.3.6.4
EXERGIE
.....................................................................................
45
2.3.6.5
T,
S-
ODER
WAERMEDIAGRAMM
..................................................
45
2.3.7
TECHNISCH
WICHTIGE
ZUSTANDSAENDERUNGEN
............................................
47
2.3.8
GASGEMISCHE
..........................................................................................
51
2.3.9
NORMALATMOSPHAERE
(AEROSTATIK)
..........................................................
51
2.3.10
FEUCHTE
GASE
.........................................................................................
52
2.3.11
STROEMUNG
MIT
GROSSEN
DRUCKAENDERUNGEN
............................................
52
2.3.11.1
DYNAMISCHE
TEMPERATUR
........................................................
52
2.3.11.2
TOTALZUSTAND
(GESAMTZUSTAND,
RUHEZUSTAND)
.....................
53
2.3.12
KREISPROZESSE
.........................................................................................
53
2.3.13
LAVAL-DUESE
..............................................................................................
54
2.3.14
ZUSTANDSAENDERUNGEN
DES
WASSERDAMPFES
............................................
60
2.3.15
ARBEITSVERMOEGEN
DES
WASSERDAMPFES
..................................................
62
2.3.15.1
NUTZARBEIT
IM
T,S-DIAGRAMM
................................................
62
2.3.15.2
NUTZARBEIT
IM
H,S-DIAGRAMM
................................................
63
2.3.15.3
NUTZARBEIT
IM
P,V-DIAGRAMM
................................................
64
INHALTSVERZEICHNIS
7
2.3.16
BRENNSTOFFE
UND
VERBRENNUNG
..............................................................
65
2.3.16.1
H,T-DIAGRAMM
.........................................................................
69
2.3.17
WAERMEDURCHGANG
.................................................................................
70
2.3.17.1
WAERMEUEBERGANG DURCH
BERUEHRUNG
.......................................
71
2.3.17.2
WAERMEUEBERGANG DURCH
STRAHLUNG
.......................................
73
2.4
WIRKUNGSGRADE
DER
MASCHINEN
.........................................................................
74
2.5
VERGLEICH
DER
KOLBEN-
UND
STROEMUNGSMASCHINEN
............................................
76
2.6
REGELUNG
......................................................................................................
77
3
KOLBENMASCHINEN
................................................................................................................
86
3.1
VENTILSTEUERUNG
..................................................................................................
86
3.2
KURBELTRIEB
......................................................................................................
86
3.2.1
KRAEFTE
AM
KURBELTRIEB
...........................................................................
86
3.2.2
TANGENTIALKRAFTDIAGRAMM
.....................................................................
89
3.2.2.1
ABLEITUNG
DER
BEWEGUNGSVERHAELTNISSE
BEIM
KURBELTRIEB
.....................................................................
89
3.2.2.2
GESAMTTANGENTIALKRAFT
..........................................................
90
3.2.3
SCHWUNGRADBERECHNUNG
.........................................................................
93
3.2.4
MASSENAUSGLEICH
...................................................................................
95
3.2.5
KRAEFTEAUSGLEICH
BEI
DER
MEHRZYLINDERMASCHINE
.................................
98
3.2.6
MOMENTENAUSGLEICH
BEI
MEHRZYLINDERMASCHINEN
.............................
99
3.3
KOLBENPUMPEN
(VERDRAENGERPUMPEN)
..............................................................
102
3.3.1
KOLBENPUMPEN
MIT
HIN-
UND
HERGEHENDEM
KOLBEN
...........................
102
3.3.1.1
WIRKUNGSWEISE
.........................................................................
102
3.3.1.2
FOERDERVOLUMEN
.......................................................................
104
3.3.1.3
SAUGHUB
...................................................................................
106
3.3.1.4
DRUCKHUB
...............................................................................
109
3.3.1.5
PUMPENVENTILE
.........................................................................
109
3.3.1.6
WIRKUNGSGRADE
......................................................................
110
3.3.1.7
SONDERFORMEN
.........................................................................
111
3.3.2
DREHKOLBENPUMPEN
...............................................................................
112
3.3.3
FLUESSIGKEITSRINGPUMPEN
.........................................................................
113
3.4
VERDRAENGUNGSVERDICHTER
.....................................................................................
114
3.4.1
KOLBENVERDICHTER
...................................................................................
115
3.4.1.1
THERMODYNAMIK
DER
KOLBENVERDICHTER
...............................
115
3.4.1.2
SCHAEDLICHER
RAUM
..................................................................
117
3.4.1.3
WIRKLICHE
VERDICHTUNG
..........................................................
120
3.4.1.4
VOLUMETRISCHER
WIRKUNGSGRAD
..............................................
120
3.4.1.5
INDIZIERTER
WIRKUNGSGRAD;
INDIZIERTE
LEISTUNG
.....................
122
3.4.1.6
MECHANISCHER
WIRKUNGSGRAD;
ANTRIEBSLEISTUNG
...................
123
3.4.1.7
MEHRSTUFIGE
KOLBENVERDICHTER
..............................................
123
3.4.1.8
REGELUNG
.................................................................................
125
3.4.2
ROTATIONSVERDICHTER
...............................................................................
127
3.4.2.1
ROOTS-GEBLAESE
.........................................................................
127
3.4.2.2
DREHKOLBENVERDICHTER
............................................................
129
3.4.2.3
FLUESSIGKEITSRINGPUMPEN
ALS
VERDICHTER
.................................
130
3.5
KOLBENMOTOREN
.................................................................................................
131
3.5.1
ARBEITSVERFAHREN
...................................................................................
132
3.5.2
AUFBAU
DER
KOLBENMOTOREN
................................................................
132
3.5.3
VERLUSTE,
LEISTUNGEN,
WIRKUNGSGRADE
..................................................
133
3.5.4
OTTOMOTOR
(VIERTAKT)
.............................................................................
135
3.5.4.1
GEMISCHBILDUNG
....................................................................
139
8
INHALTSVERZEICHNIS
3.5.4.2
ZUENDUNG
................................................................................
145
3.5.4.3
ABGASBEHANDLUNG
..................................................................
147
3.5.5
DIESELMOTOR
(VIERTAKT)
...........................................................................
148
3.5.5.1
VERGLEICH
OTTOMOTOR
-
DIESELMOTOR
.....................................
150
3.5.5.2
EINSPRITZUNG
UND
GEMISCHBILDUNG
........................................
151
3.5.6
STEUERUNG
DES
GASWECHSELS
BEI
VIERTAKTMOTOREN
...............................
165
3.5.7
ZWEITAKTVERFAHREN
.................................................................................
166
3.5.7.1
NACHLADUNG
BEIM
ZWEITAKTVERFAHREN
...................................
169
3.5.8
GEGENUEBERSTELLUNG
VON
ZWEITAKT
UND
VIERTAKT
....................................
171
3.5.8.1
WAERMEBELASTUNG
UND
KUEHLUNG
..............................................
171
3.5.8.2
MECHANISCHE
BELASTUNG
UND
SCHMIERUNG
.............................
171
3.5.9
KREISKOLBENMOTOR
(WANKELMOTOR)
......................................................
173
3.5.10
FREIKOLBENMOTOREN
...............................................................................
175
3.5.11
AUFLADUNG
..............................................................................................
176
3.5.12
STIRLINGMOTOR
..........................................................................................
181
3.5.13
KRAFTSTOFFE
..............................................................................................
184
3.5.14
KUEHLUNG
..................................................................................................
186
3.5.15
MEHRZYLINDER-ANORDNUNGEN
.................................................................
187
3.5.16
AUSFUEHRUNGSBEISPIELE
VON
KOLBENMOTOREN
..........................................
189
3.5.17
BETRIEBSVERHALTEN
DER
MOTOREN
.............................................................
197
3.5.18
ALTERNATIVE
ANTRIEBE
.............................................................................
200
4
STROEMUNGSMASCHINEN
.......................................................................................................
201
4.1
ARBEITSVERFAHREN
DER
STROEMUNGSMASCHINEN
....................................................
201
4.2
GESCHWINDIGKEITSPLAN
........................................................................................
203
4.2.1
GESCHWINDIGKEITEN
AM
RADIALEN
LAUFRAD
............................................
206
4.2.2
GESCHWINDIGKEITEN
AM
AXIALEN
LAUFRAD
..............................................
206
4.3
HAUPTGLEICHUNG
DER
STROEMUNGSMASCHINEN
......................................................
206
4.4
STROEMUNGSARBEITSMASCHINEN
.............................................................................
207
4.4.1
GEMEINSAME
GRUNDLAGEN
DER
STROEMUNGSARBEITSMASCHINEN
...............
207
4.4.1.1
RADIAL
DURCHSTROEMTE
MASCHINEN
............................................
207
4.4.1.2
AXIAL
DURCH
STROEMTE
MASCHINEN
...........................
231
4.4.2
FESTLEGUNG
DER
SCHAUFELZAHL
.................................................................
241
4.4.3
BETRIEBSVERHALTEN
DER
STROEMUNGSARBEITSMASCHINEN
...........................
242
4.4.3.1
BETRIEBSPUNKT
.........................................................................
242
4.4.3.2
KENNLINIENDIAGRAMM
...............................................................
243
4.4.3.3
DREHZAHLREGELUNG
...................................................................
244
4.4.3.4
LABILER
ZWEIG
DER
KENNLINIE
...................................................
245
4.4.3.5
PARALLELFOERDERUNG
VON
KREISELPUMPEN
..................................
245
4.4.3.6
PUMPEN
BEI
KREISEL
VERDICHTERN
..............................................
246
4.4.3.7
BETRIEBSVERHALTEN
DER
RADIALVERDICHTER
................................
247
4.4.3.8
BETRIEBSVERHALTEN
DER
AXIALVERDICHTER
..................................
248
4.4.4
VERGLEICH
DER
KOLBEN-
UND
STROEMUNGSMASCHINEN
...............................
249
4.4.5
KREISELPUMPEN
.......................................................................................
249
4.4.5.1
LEISTUNG
UND
SPEZIFISCHE
FOERDERARBEIT
..................................
249
4.4.5.2
SAUGHOEHE
UND
KAVITATION
......................................................
250
4.4.5.3
SPEZIFISCHE
DREHZAHL
UND
BAUARTEN
......................................
252
4.4.5.4
AUSGLEICH
DES
ACHSSCHUBES
....................................................
253
4.4.5.5
SONDERFORMEN
DER
KREISELPUMPE
...........................................
256
4.4.6
WASSERSTRAHLPUMPEN
(EJEKTOREN)
........................................................
259
4.4.7
TURBOVERDICHTER
.....................................................................................
260
4.4.7.1
THERMODYNAMIK
DER TURBOVERDICHTER
..................................
260
INHALTSVERZEICHN
IS 9
4.4.7.2
RADIALVERDICHTER
.....................................................................
270
4.4.7.3
AXIAL
VERDICHTER
.......................................................................
273
4.4.8
PROPELLER
..................................................................................................
274
4.4.8.1
LUFTSCHRAUBEN
.........................................................................
275
4.4.8.2
SCHIFFSSCHRAUBEN
.....................................................................
277
4.5
STROEMUNGSKRAFTMASCHINEN
...................................................................................
277
4.5.1
ENERGIEUMWANDLUNG
IM
LEITAPPARAT
....................................................
279
4.5.2
ENERGIEUMWANDLUNG
IM
LAUFRAD
..........................................................
280
4.5.2.1
ENERGIEUMWANDLUNG
IM
RADIALEN
LAUFRAD
...........................
280
4.5.2.2
ENERGIEUMWANDLUNG
IM
AXIALEN
LAUFRAD
.............................
282
4.5.3
VERLUSTE,
WIRKUNGSGRADE,
LEISTUNGSBEGRIFFE
........................................
283
4.5.4
KENNGROESSEN
VON
STROEMUNGSKRAFTMASCHINEN
........................................
287
4.5.5
WASSERTURBINEN
.....................................................................................
291
4.5.5.1
FRANCIS-TURBINE
.......................................................................
291
4.5.5.2
KAPLAN-TURBINE
.......................................................................
293
4.5.5.3
LAUFRADFORMEN
.......................................................................
296
4.5.5.4
SAUGROHR
.................................................................................
298
4.5.5.5
FREISTRAHL-(PELTON-)TURBINE
....................................................
300
4.5.5.6
WIRKUNGSGRADE
VON
WASSERTURBINEN
......................................
303
4.5.5.7
DURCHSTROEMTURBINE
.................................................................
304
4.5.6
DAMPFTURBINEN
.....................................................................................
304
4.5.6.1
LEITAPPARATE
...........................................................................
306
4.5.6.2
GLEICHDRUCKSTUFE
.....................................................................
309
4.5.6.3
UEBERDRUCKSTUFE
.......................................................................
309
4.5.6.4
GESCHWINDIGKEITSSTUFUNG
....................................................
312
4.5.6.5
DRUCKSTUFUNG
.........................................................................
315
4.5.6.6
REGELUNG
DER
DAMPFTURBINEN
................................................
317
4.5.6.7
MEHRSTUFIGE
GROSSTURBINEN
....................................................
320
4.5.6.8
GEGENDRUCK-
UND
ENTNAHMETURBINEN
...................................
323
4.5.7
GASTURBINEN
............................................................................................
324
4.5.7.1
OFFENE
GASTURBINENANLAGEN
..................................................
324
4.5.7.2
GESCHLOSSENE
GASTURBINENANLAGEN
........................................
329
4.5.7.3
KOMBIANLAGEN
.........................................................................
330
5
GRUNDLAGEN
DER
ENERGIEWIRTSCHAFT
...................................................................................
331
5.1
ENERGIESPEICHERUNG
............................................................................................
335
5.2
BEDARFSDECKUNG
..................................................................................................
338
5.3
ENERGIEVERTEILUNG
................................................................................................
339
5.4
DECKUNG
VON
BEDARFSABWEICHUNGEN
.................................................................
340
5.5
ENERGIEENTSTEHUNGSKOSTEN
.................................................................................
341
5.5.1
FESTE
KOSTEN
............................................................................................
341
5.5.2
VERAENDERLICHE
KOSTEN
.............................................................................
343
5.6
EINTEILUNG
DER
KRAFTWERKE
(ENERGIEANLAGEN)
....................................................
344
6
WASSERKRAFTWERKE
...............................................................................................................
345
6.1
PUMPSPEICHERKRAFTWERKE
...................................................................................
347
6.2
GEZEITENKRAFTWERKE
............................................................................................
348
6.2.1
DOPPELT
WIRKENDE
EINBECKENANLAGE
....................................................
349
6.2.2
ZWEIBECKENANLAGE
.................................................................................
350
7
DAMPFKRAFTWERKE
...............................................................................................................
352
7.1
KONDENSATIONSKRAFTWERKE
.................................................................................
352
7.2
KRAFT-WAERME-KOPPLUNG
...................................................................................
358
10
INHALTSVERZEICHNIS
7.3
7.4
REGELUNG
IN
DAMPFKRAFTWERKEN
7.3.1
FESTDRUCK-
ODER
GLEITDRUCKBETRIEB
7.3.1.1
FESTDRUCKBETRIEB
7.3.1.2
GLEITDRUCKBETRIEB
7.3.1.3
MODIFIZIERTER
GLEITDRUCKBETRIEB
DAMPFERZEUGUNG
7.4.1
WAERMEUMSATZ
7.4.2
PRINZIP
DER
TECHNISCHEN
DAMPFERZEUGUNG
7.4.3
DAMPFERZEUGER
7.4.3.1
WASSERROHRKESSEL
MIT
NATURUMLAUF
7.4.4
7.4.5
7.4.3.2
WASSERROHRKESSEL
MIT
ZWANGSUMLAUF
7.4.3.3
WASSERROHRKESSEL
MIT
ZWANGSDURCHLAUF
7.4.3.4
SCHIFFSKESSEL
7.4.3.5
KESSEL
MIT
DRUCKFEUERUNG
FEUERUNGEN
7.4.4.1
SCHMELZFEUERUNGEN
LUFTVORWAERMER
7.4.6
ZUGERZEUGUNG
7.4.6.1
SCHOMSTEINZUG
7.4.6.2
SAUGZUG
7.4.7
SPEISEWASSERAUFBEREITUNG
361
364
364
365
366
366
367
368
370
372
372
372
375
375
375
379
381
382
383
384
385
8
GASTURBINEN-KRAFTANLAGEN
................................................................................................
386
8.1
EINSATZ
VON
GASTURBINEN-KRAFTANLAGEN
386
8.2
GASTURBINEN-ANLAGEN
ALS
SPEICHERKRAFTWERKE
388
9
NUTZUNG
DER
WINDENERGIE
390
9.1
VORBEMERKUNGEN
390
9.2
WINDANGEBOT
391
9.3
AERODYNAMISCHE
GRUNDLAGEN
392
9.3.1
EINFUEHRUNG
392
9.3.2
WINDENERGIE
UND
WINDLEISTUNG
...................
393
9.3.3
WINDTURBINENLEISTUNG
393
9.3.4
AXIALKRAFT
395
9.3.5
KENNWERTE
396
9.3.6
AUSFUEHRUNGSHINWEISE
396
9.3.7
VEREINFACHTE
PROPELLERTHEORIE
397
9.3.8
KENNZAHLEN
400
9.3.9
ZUSAMMENFASSUNG
DER
EINFLUESSE
BEI
WINDTURBINEN
400
10
GEOTHERMISCHE
KRAFTANLAGEN
UND
MEERESWELLENKRAFTWERKE
402
10.1
GEOTHERMISCHE
KRAFTANLAGEN
402
10.2
MEERESWELLENKRAFTWERKE
404
11
VERWERTUNG
VON
ABFALLENERGIE
405
11.1
ABHITZEKESSEL
405
11.2
WAERMEPUMPEN
406
11.3
MUELLVERBRENNUNG
406
WEITERFUEHRENDES
SCHRIFTTUM
(AUSWAHL)
409
STICHWORTVERZEICHNIS
410
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