Maschinenbau. (Maschinenbau und Werkstoffkunde) Theoretische Grundlagen der hydr. Strömungsmaschinen
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- Michaela Berg
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1 Maschinenbau (Maschinenbau und Werkstoffkunde) Theoretische Grundlagen der hydr. Strömungsmaschinen Dr. C. Schmaranzer 01
2 Einteilung der Strömungsmaschinen Strömungsmaschinen hydraulische Strömungsmaschinen inkompressibles Arbeitsmedium thermische Strömungsmaschinen kompressibles Arbeitsmedium Kraftmaschinen Wasserturbinen hydrodynamische Kupplungen Drehmomentenwandler Dampfturbinen Gasturbinen Windturbinen Arbeitsmaschinen Kreiselpumpen Schiffsschrauben Ventilatoren Verdichter Luftschrauben Dr. C. Schmaranzer 01
3 Theoretische Grundlagen / Kraftmaschine Bild 1 Dr. C. Schmaranzer 01
4 Theoretische Grundlagen / Arbeitsmaschine Bild Dr. C. Schmaranzer 01
5 Einteilung der Strömungsmaschinen Einteilung nach der Durchströmungsrichtung Dr. C. Schmaranzer 01
6 Theoretische Grundlagen Hauptbetriebsdaten von Wasserturbinen g Erdbeschleunigung (m/s ) Y z 1 z p 1 p spezifische Stutzenarbeit (J/kg) Höhenkote des Eintrittsstutzens (m) Höhenkote des Unterwasserspiegels (m) Absolutdruck im Eintrittsstutzen (Pa) Absolutdruck am Unterwasser (Pa) Dichte des Wassers (kg/m 3 ) c 1 c mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Eintrittsstutzen (m/s) mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Austrittsstutzen (m/s) Bezogen auf den Druck- und Saugstutzen der Turbine spezifische Energie am Druckstutzen p 1 c 1 g z 1 spezifische Energie am Saugrohrende p c g z Spezifische Stutzenarbeit Y p 1 p c 1 c g z 1 z Dr. C. Schmaranzer 01
7 Theoretische Grundlagen Hauptbetriebsdaten von Wasserturbinen g Erdbeschleunigung (m/s ) Y Z o Z u P o P u spezifische Stutzenarbeit (J/kg) Höhenkote des Oberwasserspiegels (m) Höhenkote des Unterwasserspiegels (m) Luftdruck auf Oberwasserspiegel (Pa) Luftdruck auf Unterwasserspiegel (Pa) Dichte des Wassers (kg/m 3 ) c o c u E R mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Oberwassers (m/s) mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Unterwassers (m/s) Reibungsverluste zw. Oberwasser und Turbineneintritt Bezogen auf den Druck- und Saugstutzen der Turbine Spezifische Stutzenarbeit Y g z o z u p o p u c o c u E R Dr. C. Schmaranzer 01
8 Theoretische Grundlagen / Leistung P T P el m Y Kupplungsleistung (W) elektrische Leistung des Generators (W) Massenstrom (kg/s) spezifische Stutzenarbeit (J/kg) Gesamtwirkungsgrad Gen Generatorwirkungsgrad P K = m Y P el = m Y Gen P el < P k Dr. C. Schmaranzer 01
9 Hauptbetriebsdaten von Pumpen Theoretische Grundlagen g Erdbeschleunigung (m/s ) Y z 1 z p 1 p spezifische Stutzenarbeit (J/kg) Höhenkote des Eintrittstutzens (m) Höhenkote des Austrittstutzens (m) Absolutdruck im Saugstutzen (Pa) Absolutdruck am Druckstutzen (Pa) Dichte des Wassers (kg/m 3 ) c 1 c mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Eintrittsstutzen (m/s) mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Austrittsstutzen (m/s) Bezogen auf den Druck- und Saugstutzen der Pumpe spezifische Energie am Saugstutzen p 1 c 1 g z 1 spezifische Energie am Druckstutzen p c g z Spezifische Stutzenarbeit Y p p 1 c c 1 g z z 1 Dr. C. Schmaranzer 01
10 Hauptbetriebsdaten von Pumpen Theoretische Grundlagen g Erdbeschleunigung (m/s ) Y spezifische Stutzenarbeit (J/kg) Z A Z A1 P A P A1 Höhenkote im Druckbehälter (m) Höhenkote im Saugbehälter (m) Absolutdruck im Druckbehälter (Pa) Absolutdruck im Saugbehälter (Pa) Dichte des Wassers (kg/m 3 ) c A c A1 Abströmgeschwindigkeit Druckbehälter (m/s) Abströmgeschwindigkeit Saugbehälter (m/s) E R Bezogen auf den Druck- und Saugstutzen der Pumpe Reibungsverluste zw. Saug und Druckbehälter Spezifische Stutzenarbeit Y g z A z A1 p A p A1 c A c A1 E R Dr. C. Schmaranzer 01
11 Theoretische Grundlagen / Leistung P T P el m Y Kupplungsleistung (W) elektrische Leistung des Generators (W) Massenstrom (kg/s) spezifische Stutzenarbeit (J/kg) Gesamtwirkungsgrad Mot Motorwirkungsgrad P K = m Y / P el = m Y/ ( Mot ) P el > P k Dr. C. Schmaranzer 01
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