Manufacturing

Einführung in die Strömungsmaschinen by Hartwig Petermann

By Hartwig Petermann

Unter der Bezeichnung Stromungsmaschinen werden Turbinen, Kreiselpumpen, Tur boverdichter, Propeller und Stromungsgetriebe zusammengefaBt. Stromungsmaschi nen begegnen uns als Haupt-und Hilfsmaschinen in Kraftwerken, als Antriebsmaschi nen von Flugzeugen und Schiffen, als Hilfsmaschinen in vielen technischen Einrichtun gen der lndustrie und des tiiglichen Lebens. Sie sind somit im Maschinenbau von grund legender Bedeutung. Deshalb braucht jeder Maschinenbauer Grundkenntnisse tiber Wir kungsweise und Anwendungsmoglichkeiten der Stromungsmaschinen. Das vorliegende Buch solI diese G rundkenntnisse vermitteln. Es ist so abgefaBt, daB es ohne Vorkenntnisse der Stromungslehre und der Thermodynamik verstanden werden kann. Urn ein Kennenlernen des gesamten Gebietes der Stromungsmaschinen mit mog lichst geringem Arbeitsaufwand zu ermoglichen, werden die gemeinsamen Grundlagen aller Stromungsmaschinen zusammenfassend behandelt. Der Lehrstoff ist so abgefaBt, daB der Leser nach dem Studium dieses Heftes auf weiterflihrende Literatur libergehen kann. Beim Zeichnen der Abbildungen und beim Lesen der Korrekturen haben mich die Angehorigen des Pfleiderer-lnstituts fUr Stromungsmaschinen der Technischen Vniversitiit Braunschweig unterstlitzt. Ihnen allen danke ich fUr ihre Hilfe. Mein ganz besonderer Dank gilt meinem Nachfolger als Leiter des Pfleiderer lnstituts fUr Stromungsmaschinen, Herrn Prof. Dr.-lng. G. Kosyna, und meinen langjiihrigen Mitarbeitern Herrn Prof. Dr.-Ing. M. Pekrun und Herrn Dr.-lng. R. Rotzoll, die mir wertvolle Anregungen gegeben haben. Oem Springer-Verlag danke ich fUr die angenehme Zusammenarbeit und dafUr, daB meinen Wlinschen weitgehendst entgegen gekommen wurde.

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7 wegen CY 1 Sinngemäß zu Gl. ( 2, 8) gilt für die Druckkante c2m = c3m t 2- 0 2 · ( 2, 9) In Abschn. 1. 3 wurde bereits gesagt, daß wir von der schaufelkongruenten Strömung, also von der Annahme unendlich vieler Schaufeln ausgehen. Die sich im Laufschaufel- Abb. 2. 8. Schaufelabmessungen an der Saugkante. kanal ergebenden Strömungen werden mit den Fußzeichen 1 und 2 bezeichnet ( vgl. Abschn. 1) . Zur Berechnung der spez. Schaufelarbeit mittels der Hauptgleichung ( Gl. ( 2, 6)) sind die vor und hinter dem Laufschaufelgitter wirklich vorhandenen Strömungen maßgebend, die wir mit den Fußzeichen 0 und 3 kennzeichnen.

Die verschiedenen Laufradformen, spezifische Drehzahl oder Radformkennzahl Die nachfolgenden Uberlegungen über die Form des Laufrades wollen wir dadurch vereinfachen, daß wir von dem im Abschn. 2. 5 festgestellten großen Einfluß des Schaufelwinkels ß 2 zunächst absehen und außerdem a 0 = 90 ° annehmen. 2. 6 Die verschiedenen Laufradformen, spez. 22 a und b dargestelltist. B. die des I I \ \C \ a \. b Abb. 2. 22a u. b. Langsamläufiges Radialrad (ausgezogene Linien) und daraus entwickelte Radform des mittelläufigen Radialrades (gestrichelt gezeichnete Saugkante c und Druckkante d; Rad- und Deckscheibe sind eng schraffiert).

Y mit ~ 43 als dem Mehr- arbeitsbei wert durch Reibungswärme (vgl. 1). Bei einer so ausgeführten mehrstufigen Strömungsmaschine verwendet man zweckmäßig als Kennzahl die mittlere Druckzahl (2,39) '±'mittel Dabei ist bei inkompressiblen Medien (2,39a) und bei kompressiblen Medien (2,39b) '±'mittel u~ ist hierbei die Summe der Quadrate der Umfangsgeschwindi gkeiten der Laufschaufeldruckkanten der einzelnen Stufen. Die Gln. ( 2, 39) bis ( 2, 39b) gelten allge- 2: mein für Pumpen und Turbinen. B. Y haben, geht Gl.

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