Was charakterisiert eine Strömungsmaschine
Kontinuierliche Durchströmung
Besitzt Schaufeln, wandelt z.B mech. Energie in Strö- Energie um
Was unterscheidet eine Kraft- von einer Arbeitsmaschine ?
Kraftmaschine: wandelt irgendeine Art von Energie in mech. Energie um un entzieht Fluid dabei Energie
Arbeitsmaschine: verrichtet Arbeit am Fluid, Umwandlung mech. Energie in Strömungsenergie
Wo werden Strömungsmaschinen eingesetzt ?
zur Kühlung, Energie/Stromerzeugung, in Kraftwerken zur Druckerzeugung, Schiffsantriebe, Flugzeugantriebe
Wie sehen Sie die Zukunft von Strömungsmaschinen ?
Goldene Zukunft für Windturbinen (Energieerzeugung) und zum Teil auch Gasturbinen, Pumpen, Ventilatoren, Gebläse werden auch in Zukunft gebraucht
Wie kann man Strömungsmaschinen einteilen ?
hydr. (Flüssigk.), therm. (Gase),
Arbeitsmaschinen (Verdichter, Pumpen) und Kraftmaschinen (Turbinen)
axiale, radiale und diagonal durchströmte
1 stufig/mehrstufig (Reihenschaltung)
1 flutig/mehrflutig (Parallelschaltung)
Was für Arten von Strömungsmaschinen kennen Sie ?
hydr. (Flüssigk.) und thermische (Gase) z.B Abgasturbolader, Turbine, Gasturbine, Windrad, Kreiselpumpe
Beschreiben Sie, wie bei einer Arbeitsmaschine mechanische Arbeit an das Fluid übertragen wird.
Bei einer Arbeitsmaschine wird zusätzlich Energie aufgebracht und diese wirkt der Kraft der Strömung entgegen und bringt somit Energie ins Fluid ein.
Was unterscheidet die Saugseite von der Druckseite ?
Saufseite bei geringem Druck und Druckseite bei hohem Druck
Welche Entwicklungsaktivität für Strömungsmaschinen sehen Sie ?
Besserer Wirkungsgrad, geringere Lautstärke, Verbrennung von Wasserstoff, Wartung anhand von Schwingungssensoren
Welche Betriebswerte hat eine Strömungsmaschine ?
Leistung, Drehzahl, Volumenstrom und Stutzenarbeit
Was bilanziert der erste Hauptsatz der Thermodynamik ?
zugeführte Wärme, Leistung, Totalenthalpie
Was besagt die Bernoulli-Gleichung
Energieerhaltung - Der Totaldruck bleibt immer konstant und setzt sich zsm. aus stat. dyn. und geodätischem Druck
Was besagt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik ?
Bewertung der Güte einer Zustandsänderung unter Vorgabe der Richtung, Zsmhang von Temperatur, Wärme, Entropie
setzt sich zsm. aus innerer Entripie und einer Entropie von außen, die ich über Wärmeaustuasch ändern kann.
Wie kann sich die Entropie in einem System ändern ?
durch reversibel übertragene Wärme und durch irreversibel Dissipation von Energie
Welche Effekte füren zu strömungsmech. Verlusten
Stoßverluste
Scherschicht an Hinterkanten
Reibverluste z.B. Radseitenreibung, Verwirbelung durch Überströmung
Welche Effekte führen zu mech. Verlusten ?
Reibungen an Dichtungen und Lagern
Sind polytrope und isentrope Wirkungsgrade identisch
Nein. Bei adiabater Kompression sind polytrope Wirkungsgrade höher, bei adiabater Expansion sind isentrope Wirkungsgrade höhet
Warum führen wir eine Mittelung der spez. Wärmekapazität durch und was ist die Konsequenz
Zur Berechnung von Enthalpiedifferenzen müsste man ein Integral lösen, zur Vereinfachung wird der Mittelwert der Wärmekapazität verwendet
Mit welchem ,,Bezug” können Wirkungsgrade angegeben werden ?
Total-total, Statisch-statisch, Total-statische Wirkungsgrade
Wie ist die Mediankomponente der Geschw. definiert ? Und was unterscheidet sie von der Axialkomponente
Meridiangeschw = Volumenstrom / senkrecht durchströmte Querschnittsfläche (Axialkomponente = parallel zur durchströmten Achsen)
Wie ist der Zsmhang von Absolut-, Relativ- und Umfangsgeschwindigkeit
Absolutgeschw = Umfangsgeschw + Relativgeschw.
Stellen Sie die Geschwigkeitsverhältnisse vor und nach einem Laufrad für eine Kraft und Arbeitsmaschine dar
Arbeitsmaschine: Relativgeschw. verzögert
Absolutgeschwindigkeit wird beschleunigt
Was lässt sich anhand der eulerschen Turbinenhauptgleichung für den Drall - vor und nach einem Laufrad - einer Arbeitsmaschine ableiten ?
Vor dem Laufrad wenig Drall, nach dem Laufrad möglichst viel Drall, wenn man möglichst viel Energie ins Fluid reinstecken will.
Was lässt sich anhand der eulerschen Turbinenhauptgleichung für den Drall - vor und nach einem Laufrad - einer Kraftmaschine ableiten ?
Vor dem Laufrad möglichst viel Drall, nach dem Laufrad wenig Drall, um dem Fluid möglichst viel Energie zu entziehen.
Welche Annahmen liegen der eulerschen Turbinenhauptgleichung zugrunde ?
Annahme: Reibungsfreie und Minderleistung
-> Strömung verfolgt die Schaufelkonturen immer perfekt.
Zechnen Sie die Druckverhältnisse auf der Saug- und Druckseite eines Tragflügelprofils
Welche Kriterien können für die Auslegung eines Verdichters verwendet werden ?
Belastungzahl
Festigkeitskriterium
Diffusionszahl
Verzögerungsverhältnis nach de Haller
Wofür benötigt man bei Strömungsmaschinen Kennzahlen ?
Um verschiedene Strömungsmaschinen miteinander vergleichen zu können, Übertragbarkeit von Daten eines kleineren Modells z.B. auf eine neue größere Strömungsmaschine
Nennen Sie 3 Kennzahlen für Strömungsmaschinen. Was beschreieben diese ?
Durchflusszahl: Durchsatz
Druckzahl: dimensionslose Größe, abhängig von Stutzenarbeit
Drehzahl: dimensionslos (vgl. mit geom. ähnlich. Ström)
Reaktionsgrad
Was ist in dem Cordier-Diagramm aufgetragen
Durchmesserzahl (x-Achse) und Laufzahl (y-Achse)
Auswahl Turbinen -> axial/radial
Welcher Einsatzbereich ist kennzeichnend für radiale Stufen ?
Hohe Druckverhältnisse (hoher Enthalpieumsatz)
Geringer Volumenstrom
Wofür kann das Cordier-Diagramm verwendet werden ?
Auslegung, Vorauslegung einer Strömungsmaschine
Überprüfen, ob die Strömungsmaschine optimal läuft
Wie wurde das Cordier-Diagramm ermittelt ?
wurde experimentell bestimmt
Welcher Einsatzbereich ist kennzeichnend für axiale Stufen ?
Geringe Druckverhältnisse (geringe Enthalpieumsätze)
hohe Volumenströme
Welche Maßnahmen kann man anwenden, um auch am Punkt der maximalen Leistung das Drehmoment zu maximieren ?
möglichst glattes Rohr ohne bauliche Hindernisse, die die Strömung nicht verwirbelt
keine zu engen Winkel bei der Rohrführung wählen um Staupunkte zu vermeiden
Inwiefern unterscheidet sich eine Verdrängermaschine von einer Strömungsmaschine
Keine kontinuierliche Durchströmung
Für welche Strömungsmaschinen erfolgt die Auslegung der Schaufelform nach Euler bzw. nach der Tragflügeltheorie
Kaplan sowie Windturbinen
Was bedeutet ,,Ähnlichkeit” bei Strömungsmaschinen
Wenn sich Wirkungsgrad & Minderleistung sowie Volumenstrom kaum ändern
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