Wasserkraftmaschinen

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Erica Bäcker
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1 Wasserkraftmaschinen Eine Einfiihrung in Wesen, Bau und Berechnung neuzeitlicher Wasserkraftmaschinen und -Anlagen Von Dipl.-Ing. L. Quantz Stettin Vierte, erweiterte und verbesserte Auflage Mit 179 Textfiguren Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1922

2 AHe Rechte, insbesondere das der Ubersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Copyright 1922 Springer-Verlag Berlin Heidelberg Urspriinglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1922 ISBN ISBN (ebook) DOI /

3 V OI'WOI't ZUI' di'itten Auflage. Das Erscheinen der dritten Auflage nach nicht langer Zeit scheint mir ein Beweis dafiir, dab auch jetzt noch neben der inzwischen stark angewachsenen TurbinEmIiteratur ein kleineres Buch Berechtigung besitzt, welches in beabsichtigter Kiirze nur das Wesentliche iiber das gesamte Gebiet (Wasserkraftanlagen, Turbinentheorie, Bau und Berechnung neuzeitiicher Turbinen und Wasserrader, Turbinenregulierung und Klassifikation) unter Weglassung alles Veralteten zusammenfabt. Das Werkchen soll eine griindliche Einfiihrung in diese Gebiete jedem bringen, der sich nicht mit hohen Theorien befassen will und entspricht etwa dem Stoffumfange, wie er an den staatiichen technischen Lehranstalten gebracht wird. Beibehalten wurde von mir in der voriiegenden Auflage einerseits die elementare Behandlung, welche fur die Grundlagen der Turbinentheorie vollkommen ausreicht, und andererseits die Theorie der vereinfachten Wasserstromung in der Turbine, also die sogenannte "Stromfadentheorie", trotz der ihr anhaftenden WillkiirIichkeit. Ich glaube aber hierzu um so mehr Berechtigung zu besitzen, als die meisten bestehenden Fabriken ihre Turbinenlaufrader nach der Stromfadentheorie entwerfen und sehr gute Resultate damit erzielen. Ein entsprechender Hinweis auf die neueren Theorien und ihre Literatur wird dem Leser eine Einarbeitung auch in diese Anschauungen ermoglichen, falls er sich hiermit eingehender vertraut zu machen wiinscht. Als richtig erschlen mir ferner beizubehalten, dab bei Anfiihrung von Beispielen ausgefiihrter Turbinenanlagen haufig auf die Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure hingewiesen wird, da diese fiihrende Zeitschrift iiberall zu finden ist, und es dem technisch Gebildeten daher leicht sein diirfte, das ihm wissenswert Erscheinende nachzulesen. Als N euerung gegeniiber der zweiten Auflage ist zu erwahnen, dab die von Prof. Dr. Camerer, Miinchen, vorgeschlagenen und inzwischen iiberall eingefiihrten Bezeichnungen fur Winkel und Geschwindigkeiten iibemommen wurden. Neuerungen zeigen ferner die erweiterten Betrachtungen aus der Hydrodynamik sowie das Kapitel: Tangentialrader, wobei auf die neueren Bauarten einschlieblich der Regulierungsmethoden und auf die neuesten Forschungsergebnisse Bezug genommen wurde. Damit der Umfang des Buches hierbei

4 Vorwort. nicht wesentlich erweitert werde, sind veraltete Abschnitte stark beschnitten oder ganzlich beseitigt worden. Demjenigen meiner Leser, welcher sich spater in einem oder dem anderen Gebiete eingehenderen Studien widmen will, gebe ich am Schlusse des Buches ein Literaturverzeichnis an die Hand. So iibergebe ich auch die dritte Auflage der Offentlichkeit im Vertrauen auf eine gleich giinstige Aufnahme wie sie den beiden vorhergehenden Auflagen beschieden war! Stettin, im Januar L. Quantz. V orwort zur vierten Anflage. Dem, beim Erscheinen der dritten Auflage vor zwei Jahren Gesagten ist nicht viel hinzuzufiigen. Auch jetzt wieder war iob bemiiht, Neues zu erganzen und Veraltetes zu entfemen, um den Zweck des Buches, eine Einfiihrung in den neuzeitlichen Turbinenbau zu sein, moglichst zu wahren. Als ollstandig neu sind zwei Abschnitte iiber die Kaplan-Turbine aufgenommen worden, welche die Entwicklung, Wirkungsweise und Ausfiihrung, sowie die Regelung dieser neuesten und vielversprechenden Turbinenart behandeln. So moge auch die vierte Auflage ihren Weg finden! Stettin, 'im Januar L. Quantz.

5 Inhaltsverzeichnis. Erster Teil. Wasserkraftanlagen. 1. Allgemeines iiber Wasserkraftanlagen. Vorarbeiten. Bewertung einer Wasserkraft 1 2. Wassermessung A) Allgemeines U B) Messung durch Dberfall... 7 C) Messung mittels des W oltmannschen Fliigels 8 D) Schirmmessung Wehre und Zuleitungen zu Kraftanlagen. 11 A) Wehre B) Offene Zuleitungen zu Kraftanlagen - Berechnung des Sohlengefalles ) Rohrleitungen Schiitzen und Rechen A) Schiitzen, ihre Konstruktion und Berechnung. 22 B) Rechen Zweiter Teil. Allgemeines tiber Turbinen. 5. Forderungen der Neuzeit und Einteilung der Turbinen Die Bewegung des Wassers in den Turbinen Allgemeine Betrachtungen aus der Hydrodynamik Die Arbeitsleistung des Wassers in den Turbinen 39 A) Die Turbinen-Hauptgleichung B) "Beschleunigungsriickdruck" und "Strahldruck" Arten der Turbinen.. 47 A) Dberdruckturbinen. 47 B) Strahlturbinen Dritter Teil. Francis - Turbinen. 10. Entwicklung der Konstruktionsformen Wahl der Schaufelwinkel usw. bei Francis-Turbinen Berechnung einer Francis-Turbine. - Beispiel Konstruktion der Leitradschaufel Konstruktion der Laufradschaufel. 66 A) Schichtlinien und Schaufelform.. 67 B) Modellschnitte und Schaufelklotz sowie Einbau der Schaufeln 72 0) Besonderheiten in den Schaufelkonstruktionen......, 73 Scite

6 VI Scite 15. Regulierung der Francis-Turbinen A) Drehbare Leitschaufeln oder Finksche Regulierung 77 B) Regulierung durch Spaltschleber ).Anmerkung iiber Berechnung regulierbarer Turbinen. 81 D).Antrieb der Regulierung Zapfenkonstruktionen 84.A) Volle Spurzapfen B) Ringspurzapfen Berechnung der Spurzapfen 88 Zwischenlager Aufstellungsarten von Francis-Turbinen 91.A) Stehende Welle. -- Offene Oberwasserkammer 91 B) Liegende Welle. - Offene Oberwasserkammer 94 0) Liegende Welle. - Rohrzuleitung Vierter Teil. Kaplan - Turbinell. 18. Entwicklung, Wirkungsweise und.ausfiihrung 19. R e ~ u l i e. r.. u. n. g Fiinfter Teil. Tangentialra(ler. 20..Allgemeines. -.Aufb-au und Regulierung Berechnungen und Konstruktionsannahmen 22. Berechnungsbeispiel Sechster Teil. Verwemlungsgebiet der Turbinen. "Spezifische" Grotlen. Verwendungsgebiet der Turbinen Spezifische GroBen..A) Umlaufszahl n I. B) Wassermenge Q I. 0) Leistung N 1... D) Spezifische "Drehzahl" ns E) Benutzung der spezifischen Drehzahl n s bei der "Projektierung" von Turbinen F) Laufradserien und "Kennlinien" Siebellter Teil. Wasserrader. 25. Beschreibung der.arten. - Grundlegende RechnungsgroBen 140.A) OberschHi.chtige Wasserrader. 140 B) Mittelschliichtige Wasserriider ) Unterschliichtige Wasserriider Berechnung. und Konstruktion der Dberfall- oder Kropfrader (Beispiel) 145 Literaturverzeichnis

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