Ventilatoren: Aerodynamischer Entwurf, Konstruktive Lärmminderung, Optimierung
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2020
|
| Edition: | 4., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage |
| Series: | Lehrbuch
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XIV, 235 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm |
| ISBN: | 9783658292577 3658292571 |
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FORMELZEICHEN
(AUSWAHL)
.........................................................................................................
XIII
1
GRUNDLAGEN
...................................................................................................................................
1
1.1
VENTILATORBETRIEBSWERTE
.........................................................................................................
1
1.2
AUSWAHL
DES
VENTILATORS
-
BEDARF
EINER
LUFTTECHNISCHEN
ANLAGEN
.....................................
2
1.3
KENNLINIEN
..............................................................................................................................
3
1.4
DIMENSIONSLOSE
KENNZAHLEN,
MODELLGESETZE,
BAUARTEN
......................................................
5
1.4.1
DIMENSIONSLOSE
KENNZAHLEN
..........................................................................................
5
1.4.2
MODELLGESETZE
.................................................................................................................
6
1.4.3
AUFWERTUNG
.......................................................................................................................
6
1.4.4
SYSTEMATIK
DER
BAUARTEN:
CORDIER-DIAGRAMM
.........................................................
8
1.5
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
1
..............................................................................................
10
1.5.1
TOTALDRUCKBEDARF
EINER
ANLAGE
UND
VENTILATORSPEZIFIKATION
......................................
10
1.5.2
AUSWAHL
DER
VENTILATORBAUART
.......................................................................................
11
1.5.3
VOM
MODELL
ZUR
GROSSAUSFUHRUNG
................................................................................
11
1.6
LITERATUR
ZU
KAPITEL
1
..........................................................................................................
12
2
ENTWURFSBETRIEBSGROESSEN,
SCHAUFELGITTER,
KINEMATIK,
WIRKUNGSGRADE
...........................
13
2.1
ENTWURFSBETRIEBSGROESSEN
(SCHAUFELVOLUMENSTROM
UND
-ARBEIT)
.........................................
13
2.2
KINEMATIK
DER
STROEMUNG
(GESCHWINDIGKEITSDREIECKE)
......................................................
13
2.2.1
RADIALES
SCHAUFELGITTER
.................................................................................................
15
2.2.2
EBENES
AXIALES
SCHAUFELGITTER
......................................................................................
16
2.3
VERLUSTE
UND
WIRKUNGSGRADE
...............................................................................................
17
2.3.1
LAUFRADVERLUSTE
UND
-WIRKUNGSGRADE
............................................................................
18
2.3.2
VERLUSTE
UND
WIRKUNGSGRADE
IN
LEITVORRICHTUNGEN
UND
IM
GEHAEUSE
........................
20
2.3.3
SPIRALGEHAEUSEVERLUSTE
BEIM
RADIALVENTILATOR
..............................................................
22
2.4
LITERATUR
ZU
KAPITEL
2
..........................................................................................................
23
3
ENTWURF
RADIALER
VENTILATOREN
................................................................................................
25
3.1
SCHAUFELENTWURF
.................................................................................................................
25
3.1.1
MINDERUMLENKUNG
UND
-LEISTUNG
BEI
ENDLICHER
SCHAUFELZAHL
...................................
25
3.1.2
MINDERLEISTUNGSFAKTOR
..................................................................................................
28
3.1.3
ANSAETZE
ZUR
BERECHNUNG
DES
MINDERLEISTUNGSFAKTORS
...............................................
29
3.1.4
WAHL
DER
SCHAUFELZAHL
..................................................................................................
31
VIII
3.1.5
VERSPERRUNG
DES
EIN-
UND
AUSTRITTS
DURCH
DIE
ENDLICHE
DICKE
DER
SCHAUFEL
...........
32
3.1.6
ZUSAMMENFASSUNG:
SCHAUFELENTWURF
RADIALRAD
.........................................................
34
3.1.7
WEITERE
EMPIRISCHE
GEOMETRIEPARAMETER
DES
RADIALLAUFRADES
.................................
35
3.2
BERECHNUNG
VON
SPIRALGEHAEUSEN
........................................................................................40
3.2.1
EINDIMENSIONALE
STROMFADENTHEORIE
............................................................................
41
3.2.2
WEITERE
EMPIRISCHE
GEOMETRIEPARAMETER
DES
EINFACHEN
SPIRALGEHAEUSES
.................
43
3.3
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
3
............................................................................................
44
3.3.1
ENTWURF
RADIALVENTILATORRAD
........................................................................................
44
3.3.2
ENTWURF
EINES
SPIRALGEHAEUSES
......................................................................................
44
3.4
LITERATUR
ZU
KAPITEL
3
...........................................................................................................
45
4
ENTWURF
AXIALER
VENTILATOREN
..................................................................................................
47
4.1
KINEMATIK
DER
STROEMUNG
IM
AXIALEN
LAUFRAD
....................................................................48
4.1.1
SEGMENTIERUNG
IN
TEILFLUTRAEDER,
SCHAUFELGITTERSCHNITTE
.............................................
48
4.1.2
RADIALES
GLEICHGEWICHT
DER
KRAEFTE
AUF
EIN
FLUIDELEMENT
..........................................
49
4.1.3
ZUSAMMENSTELLUNG
VERSCHIEDENER
DRALLVERTEILUNGEN
.................................................
56
4.2
SCHAUFELGITTERSCHNITT
FUER
NIEDERDRUCK-AXIALVENTILATOREN
.................................................
56
4.2.1
TRAGFLUEGEL-
(BLADE
ELEMENT
MOMENTUM-)
VERFAHREN
..
...............................................
56
4.2.2
SCHAUFELSICHELUNG
.........................................................................................................62
4.3
SCHAUFELGITTERSCHNITT
FUER
HOCHDRUCKAXIALVENTILATOREN
(GITTERVERFAHREN
NACH
LIEBLEIN)
.............................................
64
4.3.1
SCHAUFELEINTRITTSWINKEL
.................................................................................................
64
4.3.2
SCHAUFELAUSTRITTSWINKEL
.................................................................................................
66
4.3.3
PROFILWOELBUNG
UND
SKELETTLINIE
....................................................................................
67
4.4
ENTWURFSKRITERIEN
..................................................................................................................
68
4.4.1
KRITERIUM
VON
DE
HALLER
.......................................................................................
68
4.4.2
KRITERIUM
VON
STRSCHELETZKY
...........................................................................
68
4.4.3
DIFFUSIONSZAHL
NACH
LIEBLEIN
..................................................................................
70
4.4.4
WEITERE
GRENZEN
...........................................................................................................
70
4.5
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
4
.............................................................................................
70
4.5.1
ENTWURF
NIEDERDRUCKAXIALVENTILATOR
............................................................................
70
4.5.2
ENTWURF
HOCHDRUCKAXIALVENTILATOR
MIT
NACHLEITRAD
..................................................
71
4.6
LITERATUR
ZU
KAPITEL
4
...........................................................................................................
71
5
SCHALLENTSTEHUNG
UND
-AUSBREITUNG
........................................................................................
73
5.1
UEBERBLICK
UEBER
DIE
MECHANISMEN
DER
SCHALLENTSTEHUNG
.........................................
73
5.2
ROTIERENDE
DRUCKFELDER
BEI
AXIALVENTILATOREN
...................................................................76
5.2.1
DAS
ROTIERENDE
DRUCKFELD
EINES
ISOLIERTEN
ROTORS
......................................................
76
5.2.2
ROTOR-STATOR-INTERAKTION
...............................................................................................
77
5.3
STROEMUNGSINDUZIERTER
SCHALL
AUFTRIEBSERZEUGENDER
FLAECHEN
.............................................
80
IX
5.4
SCHALLAUSBREITUNG
.................................................................................................................
82
5.4.1
ABSTRAHLUNG
IN
DAS
FREIFELD
..........................................................................................
84
5.4.2
AUSBREITUNG
DES
ROTIERENDEN
DRUCKFELDS
IM
ROHR
......................................................
84
5.5
BEWERTUNG
UND
BEISPIELE
DER
EINZELNEN
SCHALLQUELLEN
......................................................
89
5.5.1
ROTOR-STATOR-INTERAKTION
................................................................................................
90
5.5.2
TURBULENTE
ZUSTROEMUNG,
STROEMUNGSABRISS
..................................................................
94
5.5.3
WIRBELABLOESUNG
.............................................................................................................
95
5.5.4
SEKUNDAERSTROEMUNG:
WIRBELSYSTEM
AM
KOPFSPALT
........................................................
95
5.6
UEBUNGSAUFGABE
ZU
KAPITEL
5:
ROHRMODEN
BEIM
AXIALVENTILATOR
.....................................
96
5.7
LITERATUR
ZU
KAPITEL
5
..........................................................................................................
97
6
GERAEUSCHBERECHNUNGSVERFAHREN
.............................................................................................
99
6.1
UEBERSICHT
..............................................................................................................................
99
6.2
GERAEUSCHBERECHNUNGSVERFAHREN
DER
KLASSE
1
....................................................................
99
6.2.1
FORMEL
VON
MADISON
................................................................................................
99
6.2.2
ANSATZ
VON
REGENSCHEIT
.....................................................................................
101
6.2.3
ABSCHAETZUNG
DES
SCHALLLEISTUNGSSPEKTRUMS
IN
OKTAVBAENDERN
.................................
103
6.3
GERAEUSCHBERECHNUNGSVERFAHREN
DER
KLASSE
II
.................................................................
103
6.3.1
BERECHNUNG
DER
GESAMTSCHALLLEISTUNG
MIT
DEM
SHARLAND-VERFAHREN
.............
103
6.3.2
BERUECKSICHTIGUNG
DER
SPEKTRALEN
VERTEILUNG
............................................................
107
6.3.3
KANALMODELL
................................................................................................................
112
6.3.4
ZUSAMMENFASSUNG
UND
BEISPIEL
................................................................................
113
6.4
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
6
...........................................................................................
115
6.4.1
AKUSTISCHES
MODELLGESETZ
..........................................................................................
115
6.4.2
VENTILATORSCHALLLEISTUNG
..............................................................................................
115
6.5
LITERATUR
ZU
KAPITEL
6
........................................................................................................
115
7
PSYCHOAKUSTISCHE
BEWERTUNG
VON
VENTILATORGERAEUSCHEN
.................................................
119
7.1
LAESTIGKEITSEMPFINDEN
UND
GERAEUSCHQUALITAET
...................................................................
119
7.2
ZWEI
PSYCHOAKUSTISCHE
METRIKEN
FUER
VENTILATORGERAEUSCHE
............................................
121
7.3
BEISPIELE
.............................................................................................................................
123
7.3
LITERATUR
ZU
KAPITEL
7
......................................................................................................
125
8
KONSTRUKTIVE
GERAEUSCHMINDERUNGSMASSNAHMEN
..............................................................
127
8.1
GENERELLE
MASSNAHMEN
.....................................................................................................
127
8.1.1
REDUKTION
DER
UMFANGSGESCHWINDIGKEIT
.................................................................
127
8.1.2
VERGROESSERUNG
DES
ABSTANDS
ZWISCHEN
FESTSTEHENDEN
UND
ROTIERENDEN
BAUTEILEN
.
129
8.1.3
PHASENVERSCHIEBUNG
DER
INTERAKTION
ZWISCHEN
FESTSTEHENDEN
UND
ROTIERENDEN
BAUTEILEN
................................................................................................................................
130
8.1.4
UNGLEICHMAESSIGE
SCHAUFELTEILUNG
...............................................................................
131
X
8.1.5
WELLIGE
VORDERKANTE
UND
GEZACKTE
HINTERKANTE
.......................................................
133
8.1.6
OPTIMALE
EINLAUFGEOMETRIE
UND
TURBULENZKONTROLLSCHIRM
......................................
134
8.2
WEITERE
SPEZIELLE
MASSNAHMEN
BEI
RADIALVENTILATOREN
....................................................
136
8.2.1
ABLOESEARME
MERIDIANKONTUR
.......................................................................................
136
8.2.2
RESONANZUNTERDRUECKUNG
IM
SCHAUFELKANAL
................................................................
137
8.3
WEITERE
SPEZIELLE
MASSNAHMEN
BEI
AXIALVENTILATOREN
......................................................
138
8.3.1
ABSTIMMUNG
DER
SCHAUFELZAHL
(MODENAUSBREITUNG)
................................................
138
8.3.2
SICHELSCHAUFELN
............................................................................................................
138
8.3.3
BEEINFLUSSUNG
DER
KOPFSPALTSTROEMUNG
......................................................................
141
8.4
LITERATUR
ZU
KAPITEL
8
...........................................................................................................
142
9
NUMERISCHE
UND
EXPERIMENTELLE
METHODEN
.......................................................................147
9.1
NUMERISCHE
STROMFELDSIMULATION
......................................................................................
147
9.1.1
UEBERSICHT
UEBER
CFD-VERFAHREN
.................................................................................
147
9.1.2
RECHENGEBIET
UND
NUMERISCHES
GITTER
.......................................................................
152
9.1.3
DIE
ROTOR-STATOR-PROBLEMATIK
.....................................................................................
154
9.1.4
RAND-
UND
ANFANGSBEDINGUNGEN
...............................................................................
155
9.1.5
STEUERPARAMETER,
KONVERGENZVERLAUF
UND
ABBRUCHKRITERIUM
.................................
157
9.1.6
POSTPROCESSING
.............................................................................................................
158
9.1.7
VALIDIERUNG
UND
VERIFIKATION
.....................................................................................
159
9.1.8
BEISPIEL:
AXIALVENTILATOR
.............................................................................................
159
9.2
EXPERIMENTELLE
METHODEN
..................................................................................................
162
9.2.1
MESSUNG
INTEGRALER
AERODYNAMISCHER
BETRIEBSWERTE
-
VENTILATORPRUEFSTAENDE
.......
162
9.2.2
MESSUNG
VON
STROMFELDGROESSEN
..................................................................................
165
9.2.3
AKUSTISCHE
MESSVERFAHREN
............................................
168
9.3
OPTIMIERUNG
........................................................................................................................
173
9.3.1
OPTIMIERUNGSVERFAHREN
...............................................................................................
173
9.3.2
BEISPIEL:
OPTIMIERUNG
EINES
AXIALVENTILATORS
...........................................................
175
9.3.3
BEISPIEL:
RADIALVENTILATORRAEDER
FUER
MAXIMALEN
FREIAUSBLASENDEN
WIRKUNGSGRAD
..
177
9.4
LITERATUR
ZU
KAPITEL
9
........................................................................................................
179
10
ANHANG
..................................................................................................................................
181
10.1
FREIAUSBLASENDE
DRUCKERHOEHUNG
.....................................................................................
181
10.1.1
RADIALES
LAUFRAD
.......................................................................................................
181
10.1.2
AXIALES
LAUFRAD
MIT
DRALLKONSTANTER
ABSTROEMUNG
..................................................
183
10.1.3
AXIALES
LAUFRAD
MIT
NACHLEITRAD
UND
DIFFUSOR
........................................................
184
10.2
TRAGFLUEGELPROFILE
..............................................................................................................
188
10.2.1
EINZELFLUEGEL
IM
UNBEGRENZTEN
RAUM
.......................................................................
189
10.2.2
PROFILFAMILIEN
.............................................................................................................
191
10.2.3
TRAGFLUEGEL
IM
GITTERVERBAND
....................................................................................
198
10.3
EINIGE
AKUSTISCHE
GRUNDBEGRIFFE
.....................................................................................
199
XI
10.4
TABELLEN
(PROFILE,
ASYMMETRISCHE
SCHAUFELTEILUNGEN)
..................................................
204
10.5
LIEBLEIN-ENTWURFSDIAGRAMME
....................................................................................
207
10.6
LITERATUR
ZU
KAPITEL
10
....................................................................................................
212
11
LOESUNGEN
DER
UEBUNGSAUFGABEN
.........................................................................................
215
11.1
LOESUNG
1.5.1:
TOTALDRUCKBEDARF
EINER
ANLAGE
UND
VENTILATORSPEZIFIKATION
...............215
11.2
LOESUNG
1.5.2:
AUSWAHL
DER
VENTILATORBAUART
................................................................
218
11.3
LOESUNG
1.5.3:
VOM
MODELL
ZUR
GROSSAUSFUHRUNG
..........................................................
218
11.4
LOESUNG
3.3.1:
ENTWURF
RADIALVENTILATORRAD
..................................................................
219
11.5
LOESUNG
3.3.2:
ENTWURF
EINES
SPIRALGEHAEUSES
................................................................
222
11.6
LOESUNG
4.5.1:
ENTWURF
NIEDERDRUCKAXIALVENTILATOR
.....................................................
222
11.7
LOESUNG
4.5.2:
ENTWURF
HOCHDRUCKAXIALVENTILATOR
MIT
NACHLEITRAD
............................225
11.8
LOESUNG
5.6:
ROHRMODEN
BEIM
AXIAL
VENTILATOR
.............................................................
229
11.9
LOESUNG
6.4.1:
AKUSTISCHES
MODELLGESETZ
......................................................................
230
11.10
LOESUNG
6.4.2:
VENTILATORSCHALLLEISTUNG
........................................................................
230
11.11
LITERATUR
ZU
KAPITEL
11
..................................................................................................
232
SACHWORTVERZEICHNIS
...................................................................................................................
233
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