Wichtige Hinweise zum Ablauf dieser Prüfung!

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1 Name, Vorname Matrikel-Nr. Studienzentrum Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen Fach Kraft- und Arbeitsmaschinen Art der Leistung Prüfungsleistung Klausur-Knz. WB-KMA-P 0808 Datum Wichtige Hinweise zum Ablauf dieser Prüfung! Die Klausur besteht aus zwei Teilen: Im. Teil werden Ihnen Aufgaben gestellt, die Sie ohne Hilfsmittel zu lösen haben. Im 2. Teil werden Ihnen rechnerisch zu bewältigende Aufgaben vorgelegt, die Sie mit den angegebenen Hilfsmittel lösen dürfen. Dieser Aufgabenteil wird Ihnen erst dann ausgehändigt, wenn Sie Ihre Arbeitsblätter und Aufgabenstellungen zum. Teil beim Aufsichtsführenden abgegeben haben. Beachten Sie bei Ihrer Zeiteinteilung, dass für die Lösung des 2. Aufgabenteils im Durchschnitt 50 Minuten einzuplanen sind. Hinweis zur Rückgabe der Aufgabenblätter: Sie können die ausgegebenen Aufgabenblätter behalten, um im Nachhinein die Nachbearbeitung Ihrer Klausur vornehmen zu können. Dies bezieht sich nicht auf ausgeteilte Arbeitsblätter, auf denen Lösungen einzutragen sind. Ausgegebene Arbeitsblätter zum. Teil: + zum 2. Teil: Abgegebene Arbeitsblätter zum. Teil: + zum 2. Teil: Ort, Datum Ort, Datum Name/Unterschrift/Aufsichtsführende(r) Name/Unterschrift/Prüfungskandidat(in) Mantelbogen, PL, KMA;WI 2008 HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH WB-KMA-P 0808

2 Mantelbogen, Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen. Teil 2. Teil Aufgabe Summe max. Punktezahl Bewertung. Korrektur ggf. 2. Korrektur Festlegung der Prüfungsnote2. Korrektur durch (Name in Druckbuchstaben) Datum, Unterschrift ggf. 2. Korrektur durch (Name in Druckbuchstaben) Datum, Unterschrift Festlegung der Prüfungsnote durch (Name in Druckbuchstaben) Datum, Unterschrift 2. Korrektur gemäß Festlegungen zur Qualitätssicherung 2 Festlegung der Prüfungsnote durch den Fachbereich. Sie erfolgt bei unterschiedlicher Benotung in der. und 2. Korrektur Anmerkungen zur. Korrektur: Anmerkungen zur 2. Korrektur (gemäß Festlegung zur Qualitätssicherung): Datum, Unterschrift Festlegung der Prüfungsnote: (Bemerkungen sind nur einzutragen, wenn eine erneute Bewertung durch den Fachbereich erfolgt.) Datum, Unterschrift Datum, Unterschrift WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 4

3 Studiengang Fach Art der Leistung Klausur-Knz. Wirtschaftsingenieurwesen Kraft- und Arbeitsmaschinen Prüfungsleistung Datum WB-KMA-P 0808 Bezüglich der Anfertigung Ihrer Arbeit sind folgende Hinweise verbindlich: Verwenden Sie ausschließlich das vom Aufsichtsführenden zur Verfügung gestellte Papier, und geben Sie sämtliches Papier (Lösungen, Schmierzettel und nicht gebrauchte Blätter) zum Schluss der Klausur wieder bei Ihrem Aufsichtsführenden ab. Eine nicht vollständig abgegebene Klausur gilt als nicht bestanden. Beschriften Sie jeden Bogen mit Ihrem Namen und Ihrer Immatrikulationsnummer. Lassen Sie bitte auf jeder Seite /3 ihrer Breite als Rand für Korrekturen frei, und nummerieren Sie die Seiten fortlaufend. Notieren Sie bei jeder Ihrer Antworten, auf welche Aufgabe bzw. Teilaufgabe sich diese bezieht. Die Lösungen und Lösungswege sind in einer für den Korrektor zweifelsfrei lesbaren Schrift abzufassen. Korrekturen und Streichungen sind eindeutig vorzunehmen. Unleserliches wird nicht bewertet. Bei nummerisch zu lösenden Aufgaben ist außer der Lösung stets der Lösungsweg anzugeben, aus dem eindeutig hervorzugehen hat, wie die Lösung zustande gekommen ist. Zur Prüfung sind bis auf Schreib- und Zeichenutensilien ausschließlich die nachstehend genannten Hilfsmittel zugelassen. Werden andere als die hier angegebenen Hilfsmittel verwendet oder Täuschungsversuche festgestellt, gilt die Prüfung als nicht bestanden und wird mit der Note 5 bewertet. Hilfsmittel: Bearbeitungszeit: 90 Minuten Für die Aufgaben bis 4: keine Anzahl Aufgaben: Höchstpunktzahl: 7 00 Vorläufiges Bewertungsschema: von Punktzahl bis einschl. Für die Aufgaben 5 bis 7: Studienbriefe bis 5 der Bachelorausbildung; HFH-Taschenrechner Viel Erfolg! Klausuraufgaben, PL, KMA, WI 2008 HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH WB-KMA-P 0808 Note 95 00,0 sehr gut 90 94,5,3 sehr gut 85 89,5,7 gut 80 84,5 2,0 gut 75 79,5 2,3 gut 70 74,5 2,7 befriedigend 65 69,5 3,0 befriedigend 60 64,5 3,3 befriedigend 55 59,5 3,7 ausreichend 50 54,5 4,0 ausreichend 0 49,5 5,0 nicht ausreichend

4 Klausuraufgaben Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen. Teil der Klausur ohne Hilfsmittel Aufgabe insg. 20 Punkte Gase müssen häufig in mehreren Stufen verdichtet werden. a) Skizzieren Sie auf beiliegendem Arbeitsblatt unter Verwendung einiger dort dargestellter Symbole die Maschinenanordnung für einen dreistufigen Verdichter mit Zwischenkühlern. b) Nummerieren Sie in der Maschinenanordnung mit vor dem. Verdichter beginnend die einzelnen Verdichtungszustände. c) Skizzieren Sie das zugehörige T, s-diagramm, und bezeichnen Sie die Punkte der einzelnen Zustände entsprechend der unter b) gewählten Nummerierung. Nutzen Sie hierzu ebenfalls das beiliegende Arbeitsblatt. d) Markieren Sie im T, s-diagramm die bei der dreistufigen Verdichtung mit Zwischenkühlung erforderliche spezifische Verdichterarbeit. 8 Pkte 2 Pkte 6 Pkte 2 Pkte e) Markieren Sie im T, s-diagramm die durch Kühlung eingesparte Verdichterarbeit. 2 Pkte Aufgabe 2 insg. 2 Punkte Ein besonderes Problem bei Verdichtern stellt das sog. Pumpen dar. Kreuzen Sie auf beiliegendem Arbeitsblatt an, welche der nachstehend genannten Ursachen, Auswirkungen etc. für das Pumpen zutreffend oder nicht zutreffend sind. Dabei darf in jeder Zeile nur ein Kreuz stehen. Der Verdichter liefert einen Volumenstrom über dem Bedarf. Der Betriebspunkt des Verdichters liegt an der Pumpgrenze. Radialverdichter sind stärker gefährdet als Axialverdichter. Durch Drosselregelung kann das Pumpen vermieden werden. Verdichter mit besonders steiler p,v-kennlinie sind eher gefährdet. Die Abblase- bzw. die Abschaltregelung kann das Pumpen verhindern. Das Pumpen tritt nur bei feuchten Gasen bzw. Dämpfen auf. Das Pumpen kann den Verdichter schwer beschädigen. ja, trifft zu nein, trifft nicht zu Aufgabe 3 insg. 0 Punkte a) Nennen Sie mindestens drei Vorteile einer Brennstoffzelle gegenüber einer herkömmlichen Wärmekraftmaschine und ebensoviel Probleme, die einer breiten Einführung der Brennstoffzelle noch im Wege stehen. b) Zu den wichtigsten Komponenten einer Brennstoffanlage gehört ein Wasserstofftank. () Beschreiben Sie die Konstruktion eines Kryotanks. (2) Noch wenig entwickelt ist die Speicherung von Wasserstoff in Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Wie funktioniert dieses Prinzip? 3 Pkte 7 Pkte (3,5 Pkte) (3,5 Pkte) WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite /6

5 Klausuraufgaben Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Aufgabe 4 insg. 6 Punkte Vergleichen Sie die Gasturbine mit der Dampfturbine (bei Stromerzeugung) mit dem Verbrennungsmotor (als allgemeine Antriebsmaschine im kleinen Leistungsbereich) indem Sie von den nachstehend genannten Kriterien die jeweils zutreffenden auf dem beiliegenden Arbeitsblatt ankreuzen. Dabei darf in jeder Zeile nur ein Kreuz stehen. a) Vergleich Gasturbine mit der Dampfturbine (bei Stromerzeugung) 3 Pkte Vergleichskriterium Enthalpiegefälle Wirkungsgrad Schnelligkeit der Regelung (Lastanpassung) Gasturbine hoch Dampfturbine niedrig Gasturbine niedrig Dampfturbine hoch b) Vergleich Gasturbine mit dem Verbrennungsmotor 3 Pkte Vergleichskriterium Gasturbine hoch Gasturbine niedrig Verbrennungsmotor Verbrennungsmotor niedrig hoch Spezifische Masse, Leistungsgewicht (in kg/kw) Drehzahl der Maschine Wirkungsgrad bei Teillast WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 2/6

6 Klausuraufgaben Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Name, Vorname. Teil der Klausur ohne Hilfsmittel Dieses Aufgabenblatt ist zugleich Teil Ihrer Arbeitsblätter. Geben Sie dieses Blatt in jedem Fall zusammen mit Ihren übrigen Arbeitsblättern ab. Zu Aufgabe a) und b): Maschinenanordnung/Schaltbild Zu Aufgabe c) bis e): WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 3/6

7 Klausuraufgaben Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Zu Aufgabe 2): Der Verdichter liefert einen Volumenstrom über dem Bedarf. Der Betriebspunkt des Verdichters liegt an der Pumpgrenze. Radialverdichter sind stärker gefährdet als Axialverdichter. Durch Drosselregelung kann das Pumpen vermieden werden. Verdichter mit besonders steiler p,v-kennlinie sind eher gefährdet. Die Abblase- bzw. die Abschaltregelung kann das Pumpen verhindern. Das Pumpen tritt nur bei feuchten Gasen bzw. Dämpfen auf. Das Pumpen kann den Verdichter schwer beschädigen. ja, trifft zu nein, trifft nicht zu zu Aufgabe 4): a) Vergleich Gasturbine mit der Dampfturbine (bei Stromerzeugung) Zutreffendes ankreuzen Vergleichskriterium Enthalpiegefälle Wirkungsgrad Schnelligkeit der Regelung (Lastanpassung) Gasturbine hoch Dampfturbine niedrig Gasturbine niedrig Dampfturbine hoch b) Vergleich Gasturbine mit dem Verbrennungsmotor (als allgemeine Antriebsmaschine im kleinen Leistungsbereich) Zutreffendes ankreuzen Vergleichskriterium Spezifische Masse, Leistungsgewicht (in kg/kw) Gasturbine hoch Verbrennungsmotor niedrig Gasturbine niedrig Verbrennungsmotor hoch Drehzahl der Maschine Wirkungsgrad bei Teillast WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 4/6

8 Klausuraufgaben Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Aufgabe 5 2. Teil der Klausur mit Hilfsmitteln insg. 5 Punkte In einem Kraftwerk in Macao wird ein 2-Takt-Dieselmotor mit einer Leistung von kw bei n = 93 min betrieben. Es handelt sich dabei um einen 9 Zylindermotor mit 800 mm Bohrung und 2240 mm Hub. Der Hersteller gibt den spezifischen Verbrauch bei der angegebenen Leistung mit 74 g (kwh) an. a) Wie groß ist der tägliche Kraftstoffverbrauch (ρ B = 900 kg m 3 ), wenn der Motor 24 h bei 00 % Last betrieben wird? 7 Pkte b) Wie groß ist der mittlere effektive Druck im Zylinder? 8 Pkte Aufgabe 6 insg. 25 Punkte Eine Kühlwasseranlage soll mit einer in der Anlage vorhandenen Pumpe höhere Leistungen erbringen. Bisher wurde die Pumpe mit dem Motor direkt angetrieben, als Alternative steht nunmehr Motor 2 zur Verfügung. Die technischen Daten lauten: für die Kühlwasseranlage Erforderlicher Volumenstrom V & 2 = 238 m 3 /h Erforderliche Förderhöhe H 2 = 68 m Dichte ρ = 000 kg/m 3 für die vorhandene Pumpe Volumenstrom V & = 80 m 3 /h Förderhöhe H = 33 m Wirkungsgrad η = 0,74 Dichte ρ = 000 kg/m 3 Drehzahl n = 980 min Höchstzulässige Drehzahl n max = 470 min für den vorhandenen Motor Nennleistung P = 00 kw Drehzahl n = 980 min für den alternativen Motor 2 Nennleistung P 2 = 60 kw Drehzahl n 2 = 470 min a) Welcher Motor (der bisherige oder der neue) könnte den gewachsenen Anforderungen genügen? 3 Pkte b) Bestimmen Sie den Laufraddurchmesser d der mit dem Motor betriebenen Pumpe. 2 Pkte c) Berechnen Sie den Laufraddurchmesser d 2 der mit dem Motor 2 betriebenen Pumpe. 4 Pkte d) Kontrollieren Sie, ob der von Ihnen gewählte Motor den neuen Belastungen P genügt? 6 Pkte WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 5/6

9 Klausuraufgaben Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Aufgabe 7 insg. 2 Punkte Über einen 00 m langen Feuerwehr-Druckschlauch mit Strahlrohr (Düse) werden 27 l/s Löschwasser 25 m hoch gespritzt. Im Druckschlauch tritt ein Druckverlust von 34 mbar/m auf. Weitere Irreversibilitäten sollen nicht berücksichtigt werden. Die Dichte des Wassers beträgt 000 kg/m3. Berechnen Sie a) die Austrittsgeschwindigkeit des Wassers aus der Düse, 3 Pkte b) die erforderliche Druckerhöhung durch die Löschwasserpumpe, wenn das Wasser einem 2 m tiefer liegenden Teich entnommen wird, 5 Pkte c) die Motorleistung der Pumpe, wenn der Gesamtwirkungsgrad 0,75 beträgt. 4 Pkte WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 6/6

10 Korrekturrichtlinie zur Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen am Wirtschaftsingenieurwesen WB-KMA-P 0808 Für die Bewertung und Abgabe der Prüfungsleistung sind folgende Hinweise verbindlich: Die Vergabe der Punkte nehmen Sie bitte so vor, wie in der Korrekturrichtlinie ausgewiesen. Eine summarische Angabe von Punkten für Aufgaben, die in der Korrekturrichtlinie detailliert bewertet worden sind, ist nicht gestattet. Nur dann, wenn die Punkte für eine Aufgabe nicht differenziert vorgegeben sind, ist ihre Aufschlüsselung auf die einzelnen Lösungsschritte Ihnen überlassen. Stoßen Sie bei Ihrer Korrektur auf einen anderen richtigen als den in der Korrekturrichtlinie angegebenen Lösungsweg, dann nehmen Sie bitte die Verteilung der Punkte sinngemäß zur Korrekturrichtlinie vor. Bitte achten Sie auf Folgefehler. Wurden bezogen auf eine falsche Lösung zu Folgefragen richtige Antworten bzw. Lösungen angegeben, dann sind diese ohne Punktabzug zu bewerten. Das bezieht sich auf Aufgaben jeglicher Art, nicht nur auf numerisch zu lösende. Ihre Korrekturhinweise und Punktbewertung nehmen Sie bitte in einer zweifelsfrei lesbaren Schrift vor. Die von Ihnen vergebenen Punkte und die daraus sich gemäß dem nachstehenden Notenschema ergebende Bewertung tragen Sie in den Klausur-Mantelbogen sowie in die Ergebnisliste ein. Gemäß der Diplomprüfungsordnung ist Ihrer Bewertung folgendes Notenschema zugrunde zu legen: Punktzahl von bis einschl. Note 95 00,0 sehr gut 90 94,5,3 sehr gut 85 89,5,7 gut 80 84,5 2,0 gut 75 79,5 2,3 gut 70 74,5 2,7 befriedigend 65 69,5 3,0 befriedigend 60 64,5 3,3 befriedigend 55 59,5 3,7 ausreichend 50 54,5 4,0 ausreichend 0 49,5 5,0 nicht ausreichend Die korrigierten Arbeiten reichen Sie bitte spätestens bis zum in Ihr Studienzentrum ein. Dies muss persönlich oder per Einschreiben erfolgen. Der angegebene Termin ist unbedingt einzuhalten. Sollte sich aus vorher nicht absehbaren Gründen ein Terminüberschreitung abzeichnen, so bitten wir Sie, dies unverzüglich Ihrem Studienzentrenleiter anzuzeigen. Korrekturrichtlinie, PL, KMA, WI 2008 HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH WB-KMA-P 0808

11 Korrekturrichtlinie, Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Lösung vgl. SB 2: Abschn insg. 20 Punkte a) Maschinenanordnung 8 Pkte (Anordnung der Verdichter 3 Pkte, der Wärmeaustauscher 2 Pkte, des Motors Pkt, exakte Verbindungsleitung 2 Pkte) b) Siehe Nummerierung in der Maschinenanordnung unter a). 2 Pkte c) 6 Pkte d) Durch Kühlung eingesparte Verdichterarbeit, s. markierten Bereich unter b). 2 Pkte e) Spezifische Verdichterarbeit bei Zwischenkühlung, s. markierten Bereich unter b). 2 Pkte Lösung 2 vgl. SB 2: Abschn. 2.3 insg. 2 Punkte Der Verdichter liefert einen Volumenstrom über dem Bedarf. Der Betriebspunkt des Verdichters liegt an der Pumpgrenze. Radialverdichter sind stärker gefährdet als Axialverdichter. Durch Drosselregelung kann das Pumpen vermieden werden. Verdichter mit besonders steiler p,v-kennlinie sind eher gefährdet. Die Abblase- bzw. die Abschaltregelung kann das Pumpen verhindern. Das Pumpen tritt nur bei feuchten Gasen bzw. Dämpfen auf. Das Pumpen kann den Verdichter schwer beschädigen. ja, trifft zu nein, trifft nicht zu je,5 Pkt WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite /5

12 Korrekturrichtlinie, Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Lösung 3 vgl. SB 5: Abschn insg. 0 Punkte a) Vorzüge und Probleme einer Brennstoffzelle. Vorzüge: Schadstoffarmut, da die Abgase frei von CO 2 und Rußpartikel sind Vergleichsweise hoher elektrischer Wirkungsgrad Gutes Teillastverhalten; nach Erreichen der Volllast kaum Abfall des elektrischen Wirkungsgrades Niedriger Lärmpegel, da wenig bewegte mechanische Teile. Probleme: Herstellung des reinen Wasserstoffes, da er in der Natur nicht vorkommt Wasserstoffspeicherung ausreichender Menge in akzeptablen, d. h. transportablen Behältergrößen Größe der Brennstoffzellenanlagen, bedingt durch die Vielzahl recht voluminöser Zusatzaggregate teurer Katalysator Platin. b) Wasserstoffspeicherung () Der Wasserstoff ist in einem Innenbehälter gelagert, der sich mit einer speziellen Aufhängung in einem Außenbehälter befindet. Zwischen beiden besteht ein künstliches Vakuum zur Isolierung des Innenbehälters. Übersteigt die Innentemperatur des Tanks die Siedetemperatur von Wasserstoff, wird der erhöhte Gasdruck entweder über Sicherheitsventile abgelassen oder Kühlsysteme sorgen für zulässige Temperaturen. (2) Nanomaterial hat die Eigenschaft, im Verhältnis zu seiner Masse eine große Oberfläche zu besitzen, die sich leicht mit anderen Atomen und Molekülen beschichten lässt. Als Beschichtungsmaterial werden Titan und Scandium benutzt. Deren große molekularen Bindungskräfte und die immense Wirkfläche machen es möglich, dass doppelt so viel Wasserstoff wie mit den sonst verwendeten porösen Materialien gebunden werden kann. 3 Pkte (je 0,5 Pkte, max.,5 Pkte) (je 0,5 Pkte, max.,5 Pkte) 7 Pkte (3,5 Pkt) (3,5 Pkte) Lösung 4 vgl. SB 2: Abschn. 4.3 insg. 6 Punkte a) Vergleich Gasturbine mit der Dampfturbine (bei Stromerzeugung) 3 Pkte Vergleichskriterium Enthalpiegefälle Wirkungsgrad Schnelligkeit der Regelung (Lastanpassung) Gasturbine hoch Dampfturbine niedrig Gasturbine niedrig Dampfturbine hoch (je Kriterium Pkt) b) Vergleich Gasturbine mit dem Verbrennungsmotor (als allgemeine Antriebsmaschine im kleinen Leistungsbereich) Vergleichskriterium Spezifische Masse, Leistungsgewicht (in kg/kw) Drehzahl der Maschine Wirkungsgrad bei Teillast Gasturbine hoch Verbrennungsmotor niedrig Gasturbine niedrig Verbrennungsmotor hoch 3 Pkte (je Kriterium Pkt) WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 2/5

13 Korrekturrichtlinie, Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Lösung 5 SB 4: Abschn..3;.8.3 u. SB 3: Abschn.. insg. 5 Punkte a) Für die Arbeit gilt nach SB 4, Beispiel.2: W = P t W = kw 24h = kwh. Der spezifischen Verbrauch errechnet sich mit m b e = B. W Damit beträgt die benötigte Kraftstoffmasse mb = W be mb = kwh 0,74 kg kwh 3 = 36,8 0 kg. Es werden 36,8 t Kraftstoff je 24 h benötigt. b) Der mittlere effektive Druck berechnet sich durch Umstellen der Gl. (.9): Pe = pme VH z n P p = e me. VH z n Das Hubvolumen eines Zylinders ist gemäß SB 3, Abschn..: 2 π d VH = AK s = s 4 2 π (0,8) 3 V H = 2,24 m =,26 m kw 5 p me = = 20,86 0 Pa. 3 min,26 m 9 93 s 60 min 7 Pkte 8 Pkte Lösung 6 vgl. SB : Abschn und insg. 25 Punkte a) Größere Förderhöhe und größerer Volumenstrom erfordern eine höhere Energieumsetzung, die bei einer vorhandenen Pumpe nur durch höhere Drehzahl erreicht werden kann. Deshalb wird der neue Motor 2 gewählt. 3 Pkte WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 3/5

14 Korrekturrichtlinie, Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen b) Berechnung des Laufraddurchmessers d über Ermittlung der spezifischen Drehzahl der Pumpe mit dem Motor gem. Gl. (2.24) n n q q ( V& / m = n ( H / m) 3 4 = 980 min 3 / s) Laufzahl gem. Gl. (2.26) 2 ( 80 / 3600) 3 4 ( 33) 2 = 5,9 min nq / min 5,9 σ = = = 0,. 57,8 57,8 Ablesen der Durchmesserzahl aus dem CORDIER-Diagramm δ = 9,0. Spezifischer Durchmesser gem. Gl. (2.29) m 9,0 d q = δ = = 4,826 m.,865,865 Laufraddurchmessers gem. Gl. (2.27) d d = d q 3 ( V& / m / s) ( H / m) = (80 / 3600) = 4,826 m 4 (33) 0,450 m. c) Berechnung des Laufraddurchmessers d 2 der Pumpe bei Einsatz des Motors 2 gem. Gl. (2.) d 3 V& 2 n 2 = d V n d 2 = 0,450 m = 0,43 m d) Kontrolle der Motorleistung mit Gl. (2.9) und p = ρ g H P2 = V& 2 ρ g H2 η m /h 3 2 kw P2 = 000 kg/m 9,8 m/s 68 m 3600 s/h 0, kgm /s P2 = 59,6 kw < 60 kw. Der Motor wird den Belastungen gerecht.. 2 Pkte 4 Pkte (3 Pkte) 6 Pkte (3 Pkte) WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 4/5

15 Korrekturrichtlinie, Prüfungsleistung Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wirtschaftsingenieurwesen Lösung 7 vgl. SB : Abschn..2.4 u. 2.3 insg. 2 Punkte a) Die kinetische Energie des an der Düse austretenden Wassermassenstromes wird gemäß Aufgabenstellung verlustfrei in potenzielle Energie umgewandelt. Mit Gl. (.26) und h = 0 und c 2 = 0 sowie p = p 2 lässt sich schreiben: 3 Pkte 2 c 2 c = 2 gh = g h2 2 m c = 2 9,8 25 m = 2 s m 22,5. s b) Die erforderliche Druckerhöhung setzt sich aus der Saughöhe, dem Druckverlust des Druckschlauches und der Steighöhe des Löschwassers zusammen und berechnet sich damit wie folgt: p = h ρ g + l p Pumpe Saug Pumpe = hsaug + hdruck ) V + h Druck p ( ρ g + l p p p Pumpe Pumpe ρ g kg m bar ms = (2 + 25)m 000 9,8 3 2 m s kg = 6,05 bar. V m 34 mbar bar 000 mbar c) Die Motorleistung der Pumpe (Arbeitsmaschine) wird mit Gl. (2.) berechnet. Daraus ergibt sich: P = V & p P = 27 l s P = 2,8 kw. Pumpe η 3 m 00 kws 6,05 bar 000 l 3 m 0,75 5 Pkte (2,5 Pkte) (0,5 Pkte) 4 Pkte (,5 Pkte) (0,5 Pkte) WB-KMA-P HFH Hamburger Fern-Hochschule GmbH Seite 5/5