Erklären Sie, warum in einem Verdichter die Absolutgeschwindigkeitnach dem Laufrad höher ist, als vor dem Laufrad.
Die Absolutgeschwindigkeit nach dem Laufrad eines Verdichters ist höher als vor dem Laufrad aufgrund der Übertragung von kinetischer Energie durch die Rotationsbewegung des Laufrads und des damit verbundenen Druckanstiegs.
Was passiert, wenn Sie das Teilungsverhältnis in einem Schaufelkranz zu groß wählen? Warum macht man es nicht so klein wie möglich?
Wenn das Teilungsverhältnis in einem Schaufelkranz zu groß ist, führt dies zu einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Schaufeln und somit zu einer höheren Strömungsviskosität. Dadurch erhöhen sich die Reibungsverluste und die Effizienz des Schaufelkrans wird verringert. Man macht das Teilungsverhältnis nicht so klein wie möglich, um den Strömungswiderstand zu verringern und eine effiziente Strömungsführung zu gewährleisten.
Warum kann in einem Leitrad keine Arbeit umgesetzt werden?
Ein Leitrad kann keine Arbeit umsetzen, da es ein feststehendes Bauteil ist, das die Strömung lenkt und vorbereitet, aber keine rotierenden Komponenten besitzt, um Energie umzuwandeln.
Erläutern Sie den Unterschied zwischen hydraulischen und thermischen Strömungsmaschinen.
Hydraulische Strömungsmaschinen arbeiten mit inkompressiblen Fluiden, thermische Strömungsmaschinen mit kompressiblen Fluiden.
Wie lautet die Energiebilanz für eine Strömung durch ein Leitrad
Nennen Sie die Definitionen des kinematischen und des druckbasierten Reaktionsgrades
Nennen Sie zwei Formen der Euler'schen Turbomaschinenhauptgleichung.
Warum verwendet man dimensionslose Kennzahlen?
Ähnlichkeitsbetrachtungen zwischen Strömungsmaschinen unterschiedlicher Größe/Art.
Erklären Sie die Unterschiede zwischen dem isentropen und dem polytropen Wirkungsgrad.
Geben Sie dafür die Definitionen der Wirkungsgrade für einen Verdichter an.
Welcher dieser beiden Wirkungsgrade ist höher, wenn man diese Wirkungsgrade für den gleichen Betriebspunkt der Maschine ermittelt?
Gegeben ist eine Strömung mit gekrümmten Stromlinien.
a) Wie verändert sich der statische Druck senkrecht zur Strömungsrichtung?
b) Erläutern Sie kurz die Konsequenzen in Bezug auf Druckgradienten in Turbomaschinen
zwischen benachbarten Schaufeln
und zwischen Nabe und Gehäuse
a) Der Druck nimm senkrecht zur Strömungsrichtung nach außen hin zu
b) In den Passagen von Turbomaschinenschaufeln nimmt der Druck von der konvexen (Saugseite) zur konkaven (Druckseite) Oberfläche zu. In einer zylindrischenDrallströmung steigt der Druck mitzunehmendem Achsabstand - also von Nabe zu Gehäuse - an.
Skizzieren Sie qualitativ die Schaufelprofile inklusive ihrer Geschwindigkeitsdreiecke der Turbinenstufe aus Aufgabe 9. Gehen Sie von einer Axialmaschine mit drallfreier An - und Abströmung aus. Bezeichnen Sie alle Geschwindigkeiten und Strömungswinkel.
a) r • Cu = konst
b) Cz = konst
Nennen Sie zwei Annahmen, welche typischerweise für axialen Strömungsmaschinen gelten.
Umfangsgeschwindigkeit beim Durchtritt durch die Stufe konstant.
Meridiangeschwindigkeit beim Durchtritt durch die Stufe konstant.
Wie ist die Rothalpie definiert? Wie verhält sie sich beim Durchtritt durch ein Laufrad?
Wie verhält sich der statische Druck in einer verzögerten reibungsfreien, eindimensionalen
Strömung entlang einer Stromlinie?
Der statische Druck nimmt bei einer Verzögerung zu.
Vergleichen Sie die beiden Turbinenstufentypen Überdruckstufe (Reaktionsstufe) und Gleichdruckstufe (Impulsstufe) hinsichtlich des auftretenden Axialschubs und der umsetzbaren spezifischen technischen Arbeit bei gleich großer Umfangsgeschwindigkeit.
Der Axialschub ist bei einer Überdruckstufe größer, da die Druckdifferenz über das Laufrad größer ist.
Die umsetzbare spezifische technische Arbeit ist bei einer Gleichdruckstufe größer, da die Umlenkung (Delta)Cu größer ist.
Nennen Sie zwei Dichtungstypen für die Wellen thermischer Turbomaschinen.
Labyrinthdichtung
Bürstendichtung
Skizzieren Sie ein Geschwindigkeitsdreieck für eine axiale Turbinenstufe und ein weiteres für den Fall einer Drehzahlreduzierung bei konstanten Ein- und Austrittsbedingungen (u.a.
Massenstrom). Bezeichnen Sie alle Winkel und Geschwindigkeiten.
a) Wie lautet die Euler'sche Turbomaschinenhauptgleichung? Geben Sie zwei Formen an.
b) Nennen Sie anhand dieser Gleichungen einen Unterschied von Verdichter und Turbine.
c) Kann diese Gleichung für kompressible Strömung angewendet werden?
d) Kann diese Gleichung für reibungsbehaftete Strömung angewendet werden?
Unter welcher Bedingung sind der statisch-statische Wirkungsgrad und der total-total-Wirkungsgrad identisch?
Der statisch-statische Wirkungsgrad und der total-total-Wirkungsgrad einer Turbine sind identisch, wenn die Turbine isentrop arbeitet.
Wie verhalten sich der isentrope Wirkungsgrad und der polytrope Wirkungsgrad einer Turbine zueinander? Woher kommt der Unterschied?
Der isentrope Wirkungsgrad und der polytrope Wirkungsgrad einer Turbine sind nur dann identisch, wenn keine irreversiblen Verluste auftreten. Wenn Verluste auftreten, unterscheiden sich die beiden Wirkungsgrade aufgrund von Reibung, Leckage und Stoßverlusten.
Was versteht man unter einem überexpandierten Strahl?
Ein überexpandierter Strahl tritt auf, wenn ein Strahl oder eine Strömung nach der Expansion im Vergleich zum umgebenden Medium zu stark expandiert.
Was ist die Grenzschicht? Welche drei Parameter werden verwendet, um die Grenzschicht zu beschreiben?
Die Grenzschicht ist eine dünne Schicht in der Nähe der Oberfläche eines festen Körpers, in der die Geschwindigkeit des Fluids von der Oberfläche bis zur freien Strömung ansteigt. Die drei Parameter, um die Grenzschicht zu beschreiben, sind Dicke, Geschwindigkeitsprofil und Reibungsschichtdicke.
Was ist eine Nachlaufdelle?
Eine Nachlaufdelle ist eine Region hinter einem Körper oder einer Struktur, in der die Strömung gestört und verwirbelt ist.
Warum unterscheidet sich der ideale Druckrückgewinn in Diffusoren vom realen Druckrückgewinn?
Der ideale Druckrückgewinn in Diffusoren unterscheidet sich vom realen Druckrückgewinn aufgrund von Verlusten durch Reibung und Strömungsablösung.
Wie verhält sich der Druck in der Strömung über einen aerodynamischen Stoß hinweg?
Der Druck in der Strömung über einen aerodynamischen Stoß nimmt vor dem Stoß ab, erreicht am Stoß sein Minimum und steigt dann hinter dem Stoß wider an.
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