Strömungsmechanische Grundlagen der Turbomaschinen
[Vorlesungsunterlagen (OPAL)]
1 Einleitung und Überblick zu Bauformen und Anwendungen von Fluidenergiemaschinen
- Begriffsbestimmungen
- Möglichkeiten der Energieumwandlung
- Arbeitsprinzipien und Systematik – Schwerpunkt: dynamisch arbeitende Fluidenergiemaschinen
- Bauformen und Beispiele historischer und aktueller Anwendungen
2 Zusammenwirken Strömungsmaschine und Anlage
- Koppelung Strömungsmaschine - Anlage
- Schaltbilder
- Netzkennlinien - Gleichung
- Schaltungen durchströmter Bauteile
3 Grundlegende strömungstechnische und thermodynamische Voraussetzungen
- Stationär durchströmte offene Systeme
- Grundlegende Beziehungen
- Energiesatz stationär durchströmter offener Systeme
- Anwendung der Hauptsätze der Thermodynamik auf Strömungsmaschinen
- Zustandsänderungen
- Polytrope, isentrope und isotherme Zustandsänderung
- Berechnung Enthalpiedifferenz und Druckänderungsarbeit
- Darstellung in Diagrammen
4 Energieumsetzung in der Strömungsmaschinenstufe
- Darstellung, Bezeichnungen und Bilanzgrenzen
- Schaufeln und deren Anordnung im Gitter
- Kinematische Grundgleichung, Geschwindigkeitsdreiecke
- Eulersche Turbomaschinengleichung, Leistungsermittlung
- Energieumsetzung in den Schaufelreihen, Reaktionsgrad
- Stufenanordnung
5 Wirkungsgrade und Verluste
- Wirkungsgrade
- Verluste
6 Ähnlichkeit und Kennzahlen
- Ähnlichkeitsbeziehungen für Strömungsmaschinen
- Bildung der Kennzahlen und Charakterisierung des Maschinenverhaltens, praktische Anwendung
7 Betriebsverhalten und Regelung von Strömungsmaschinen
- Grundlegendes
- Kennlinien / -felder und Betriebsgrenzen
- Regelung von Strömungsmaschinen
8 Strömungsmaschinen in Energieumwandlungsanlagen (Beispiele)
- Windkraftanlagen
- Turbomaschinen in Kraftwerken
Anwendungsbeispiele:
Demoprogramm:
instationäres Betriebsverhalten von Pumpenanlagen
selbstentpackende ZIP-Datei (95.5 kB)
Video:
Kavitation an einem Versuchskörper im Kavitionskanal freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Herrn D. Heller