Strömungsmaschinen : Grundlagen und Anwendungen / Herbert Sigloch.
Maschinen zur Energieumwandlung praxisnah erklärtMithilfe von Pumpen (Turbo-Arbeitsmaschinen) werden Flüssigkeiten oder Gase transportiert, Turbinen (Turbo-Kraftmaschinen) wandeln die zugeführte Energie (Wasserkraft, Energie von Brennstoffen) in elektrische Energie (z. B. im Wasser- oder Dampfturbinenkraftwerk) oder mechanische Fortbewegungsenergie (z. B. bei Flugzeugturbinen) um.In diesem Buch werden die physikalischen und thermodynamischen Grundlagen, dieser Maschinen, ihre Wirkungsweise sowie Berechnung ausführlich mit zahlreichen anwendungsbezogenen Praxisbeispielen erläutert. Sie werden nach fluidspezifischen Eigenschaften unterschieden in:- hydraulische Strömungsmaschinen (Strömungsmaschinen für inkompressible Fluide; also Flüssigkeiten)- thermische Strömungsmaschinen (Strömungsmaschinen für kompressible Fluide; also Gase und Dämpfe)Auf plus.hanser-fachbuch.de finden Sie zu diesem Titel umfangreiches digitales Zusatzmaterial: Übungen inklusive Lösungen, multimediale Darstellung der Anwendungsbeispiele, Richtwerttabellen etc. Biographische Informationen Prof. Dipl.-Ing. Herbert Sigloch lehrt an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg, er war früher an der Hochschule Reutlingen.
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| 1. Verfasser:in | |
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| Ausgabe | 8th ed. |
| Ort, Verlag, Jahr |
München
: Hanser
, 2024
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| Umfang | 1 online resource (454 pages) |
| ISBN | 3-446-47696-2 |
| Sprache | Deutsch |
| Zusatzinfo | Intro -- Vorwort -- Benutzungshinweise -- Inhaltsverzeichnis -- Teil I Grundlagen -- 1 Allgemeines -- 1.1 Begriffe, Einheiten, Abkürzungen -- 1.1.1 Begriffe -- 1.1.2 Einheiten -- 1.1.3 Formelzeichen, Symbole und Abkürzungen -- 1.2 Aufgabe und Bedeutung -- 1.3 Unterteilung -- 1.4 Wirkungsweise -- 1.4.1 Grundsätzliches -- 1.4.2 Einzelschaufel (Flügel) -- 1.4.3 Schaufelgitter (Schaufel) -- 1.5 Bauarten -- 1.5.1 Vorbemerkungen -- 1.5.2 Hauptteile -- 1.5.3 Bezeichnungen -- 1.5.4 Aufteilung -- 1.6 Vergleich mit Kolbenmaschinen -- 1.6.1 Vorbemerkungen -- 1.6.2 Übereinstimmende Kennzeichen -- 1.6.3 Unterschiede -- 2 Strömungsverhältnisse -- 2.1 Zusammengesetzte Strömungen -- 2.1.1 Grundsätzliches -- 2.1.2 Radialrotationshohlräume -- 2.1.2.1 Vorbemerkungen -- 2.1.2.2 Reibungsfreie Strömungen -- 2.1.2.3 Reibungsbehaftete Strömungen -- 2.1.3 Beliebige rotationssymmetrische Kanäle -- 2.1.4 Axialrotationshohlräume -- 2.2 Relativbewegung -- 2.3 Energiegleichung der Relativströmung -- 2.4 Instationäre Strömung -- 2.4.1 Grundsätzliches -- 2.4.2 Energiegleichung der instationären Strömung -- 2.4.3 Druckstoß -- 2.4.3.1 Vorbetrachtungen -- 2.4.3.2 Physikalischer Ablauf -- 2.4.3.3 Rohrleitung mit konstantem Querschnitt -- 2.4.3.4 Rohrsystem mit veränderlichem Durchmesser -- 2.5 Laufradströmungen -- 2.5.1 Bezeichnungen und Grundsätzliches -- 2.5.2 Radial-, Halbaxial- und Diagonalräder -- 2.5.2.1 Strömungsverhältnisse -- 2.5.2.2 Nabenverengung -- 2.5.2.3 Radquerschnittsverengung -- 2.5.2.4 Laufschaufelzahl -- 2.5.2.5 Schaufeldicke -- 2.5.2.6 Umfangsgeschwindigkeit -- 2.5.2.7 Geschwindigkeitsverhältnisse -- 2.5.3 Axialräder -- 2.5.3.1 Vorbemerkungen -- 2.5.3.2 Axialräder mit vielen Schaufeln -- 2.5.3.3 Axialräder mit wenigen Schaufeln -- 3 Energieumsatz -- 3.1 Berechnungsverfahren -- 3.2 Stromfadentheorie -- 3.2.1 Hauptgleichung der Kreiselradtheorie (Euler-Gleichung). 3.2.1.1 Spezifische theoretische Schaufelarbeit bei unendlicher Schaufelzahl -- 3.2.1.2 Spezifische theoretische Schaufelarbeit bei endlicher Schaufelzahl -- 3.2.1.3 Spezifische Stufenarbeit und spezifische Stutzenarbeit Y -- 3.2.1.4 Spaltdruckarbeit -- 3.2.1.5 Gleich- und Überdruckwirkung -- 3.3 Tragflügeltheorie -- 3.3.1 Ideale Strömung (Kutta-Joukowsky-Gesetz) -- 3.3.2 Reale Strömung -- 4 Affinitätsregeln und Kennziffern -- 4.1 Grundsätzliches -- 4.2 Ähnlichkeitstheorie -- 4.2.1 Vorbemerkungen -- 4.2.2 Ähnlichkeitsbedingungen -- 4.2.3 Affinitätsregeln -- 4.2.3.1 Maßstabsfaktoren -- 4.2.3.2 Proportionalitäten -- 4.2.3.3 Ähnlichkeitsbeziehungen -- 4.2.3.4 Wirkungsgradumrechnung -- 4.2.3.5 Radanpassung -- 4.3 Kennziffern -- 4.3.1 Grundsätzliches -- 4.3.2 Methoden zur Aufstellung von Kennziffern -- 4.3.3 Wichtige Kennziffern für Turbomaschinen -- 4.3.3.1 Reaktionsgrad -- 4.3.3.2 Druckziffer -- 4.3.3.3 Lieferziffer -- 4.3.3.4 Durchmesserziffer -- 4.3.3.5 Radformkennziffern (Laufradkennzahlen) -- 4.3.3.6 Relative Drallziffer -- 4.3.3.7 Einlaufziffer und Abströmwert -- 5 Kavitation und Überschall -- 5.1 Vorbemerkungen -- 5.2 Kavitation -- 5.2.1 Ablauf, Wirkung, Werkstoffe, Einflüsse -- 5.2.1.1 Grundsätzliches -- 5.2.1.2 Kavitationsablauf -- 5.2.1.3 Werkstoffe -- 5.2.1.4 Laufradgrößeneinfluss -- 5.2.1.5 Kavitationsstufen -- 5.2.1.6 Kavitationsformen -- 5.2.1.7 Zusammenfassung -- 5.2.2 Saughöhe von Flüssigkeitsmaschinen -- 5.2.3 Halteenergie -- 5.2.4 Saugzahl -- 5.2.5 NPSH-Wert -- 5.2.6 Thoma-Zahl Th -- 5.2.7 Festlegen des Kavitationszustandes -- 5.3 Überschall -- 5.3.1 Grundsätzliches, Bedeutung -- 5.3.2 Dichteänderung im Saugstutzen -- 5.3.3 Überschallgrenze, Schallziffer -- 6 Laufradformen -- 6.1 Radialmaschinen -- 6.1.1 Grundsätzliches -- 6.1.2 Wirkungsfreie Radialschaufel -- 6.1.3 Einfluss der Saugkante -- 6.1.4 Einfluss der Druckkante. 6.1.4.1 Grundsätzliches -- 6.1.4.2 Unterscheidung -- 6.1.4.3 Vergleich -- 6.1.4.4 Anwendung -- 6.1.5 Schaufelformen -- 6.1.5.1 Grundsätzliches -- 6.1.5.2 Pumpenschaufeln -- 6.1.5.3 Turbinenschaufeln -- 6.2 Axialmaschinen -- 6.2.1 Vorbemerkungen -- 6.2.2 Wirkungsfreie Axialschaufel -- 6.2.3 Einfluss der Saugkante -- 6.2.4 Einfluss der Druckkante -- 6.2.4.1 Grundsätzliches -- 6.2.4.2 Unterscheidung -- 6.2.4.3 Vergleich -- 6.2.4.4 Anwendung -- 6.2.5 Schaufelformen -- 6.2.5.1 Axialpumpen -- 6.2.5.2 Wasserturbinen -- 6.2.5.3 Dampf- und Gasturbinen -- 7 Leitvorrichtungen -- 7.1 Grundsätzliches -- 7.2 Pumpenleitvorrichtungen -- 7.2.1 Radialmaschinen -- 7.2.1.1 Einführung -- 7.2.1.2 Ringspalt, Leitkanaleintrittsbreite -- 7.2.1.3 Leitrad (beschaufelt) -- 7.2.1.4 Leitring (schaufellos) -- 7.2.1.5 Spiralgehäuse -- 7.2.1.6 Rückführeinrichtungen -- 7.2.1.7 Saugseitenleitvorrichtungen -- 7.2.2 Axialmaschinen -- 7.2.2.1 Grundsätzliches -- 7.2.2.2 Spalt zwischen Lauf- und Leitrad -- 7.2.2.3 Leitschaufeldicke -- 7.2.2.4 Leitschaufelzahl -- 7.2.2.5 Leitschaufelkontur -- 7.3 Turbinenleitvorrichtungen -- 7.3.1 Grundsätzliches -- 7.3.2 Wasserturbinen -- 7.3.2.1 Gleichdruckturbinen (Aktionswirkung) -- 7.3.2.2 Überdruckturbinen (Reaktionswirkung) -- 7.3.3 Dampf- und Gasturbinen -- 7.3.3.1 Vorbemerkungen -- 7.3.3.2 Gleichdruckturbinen (Aktionswirkung) -- 7.3.3.3 Überdruckturbinen (Reaktionsprinzip) -- 8 Spezifische Stutzenarbeit, Verluste, Leistungen, Wirkungsgrade -- 8.1 Vorbemerkung -- 8.2 Spezifische Stutzenarbeit -- 8.3 Verluste -- 8.3.1 Grundsätzliches -- 8.3.2 Innere Verluste -- 8.3.2.1 Schauflungsverluste -- 8.3.2.2 Mengenstromverluste -- 8.3.2.3 Radreibungs- und Ventilationsverluste -- 8.3.2.4 Austauschverlust -- 8.3.2.5 Stoßverluste -- 8.3.2.6 Zusammenfassung -- 8.3.3 Äußere Verluste -- 8.3.4 Gesamtverlust -- 8.4 Leistungen -- 8.4.1 Grundsätzliches. 8.4.2 Theoretische Leistung -- 8.4.3 Innere Leistungen -- 8.4.4 Äußere, effektive oder Kupplungs-Leistung -- 8.5 Wirkungsgrade -- 8.5.1 Grundsätzliches -- 8.5.2 Liefergrad -- 8.5.3 Schauflungswirkungsgrad -- 8.5.4 Innerer Wirkungsgrad -- 8.5.5 Mechanischer Wirkungsgrad -- 8.5.6 Effektiver Wirkungsgrad -- 8.5.7 Weitere Wirkungsgrade bei thermischen Turboarbeitsmaschinen -- 8.5.8 Weitere Wirkungsgrade bei Turbokraftanlagen -- 8.5.9 Anlagenwirkungsgrad -- 8.5.10 Spezielle Wirkungsgrade -- 9 Betriebliches Verhalten (Kennlinien, Kennfelder) -- 9.1 Grundsätzliches -- 9.2 Betriebsverhalten der Strömungsarbeitsmaschinen -- 9.2.1 Kreiselpumpen -- 9.2.1.1 Drosselkurven -- 9.2.1.2 Auslegungs- und Betriebspunkt -- 9.2.1.3 Stabiler und labiler Betriebszustand -- 9.2.1.4 Affinität der Drosselkurven -- 9.2.1.5 Vergleich mit dem Kennverhalten der Kolbenpumpen -- 9.2.1.6 Muscheldiagramm -- 9.2.1.7 Kennlinien für Leistungen, Wirkungsgrad und Haltedruckhöhe bzw. NPSA -- 9.2.1.8 Besonderheiten schnellläufiger Strömungspumpen -- 9.2.1.9 Kombination von Strömungspumpen -- 9.2.1.10 Regelung von Strömungspumpen -- 9.2.2 Kreiselverdichter -- 9.2.2.1 Grundsätzliches -- 9.2.2.2 Einfluss der Ansaugverhältnisse -- 9.2.2.3 Instabilitäten (Strömungsabreißen) -- 9.2.2.4 Kennlinien mehrstufiger Verdichter -- 9.3 Betriebsverhalten der Strömungskraftmaschinen -- 9.3.1 Grundsätzliches -- 9.3.2 Wasserturbinen -- 9.3.3 Dampf- und Gasturbinen -- 9.3.3.1 Vorbemerkungen -- 9.3.3.2 Kegelgesetz -- Teil II Turbomaschinenarten -- 10 Übersicht über die Strömungspumpen (Turboarbeitsmaschinen) -- 10.1 Grundsätzliches -- 10.2 Kreiselpumpen -- 10.2.1 Vorbemerkungen -- 10.2.2 Laufradformen und Kenngrößen -- 10.2.3 Wirkungsgrad -- 10.2.4 Läuferkräfte -- 10.2.4.1 Achsschub (Axialkraft) -- 10.2.4.2 Radialkräfte -- 10.2.5 Saugverhalten -- 10.2.6 Ausführungsbeispiele. 10.2.6.1 Radial- und Halbaxialpumpen (Radform I und II) -- 10.2.6.2 Diagonal- oder Schraubenpumpen (Radform III) -- 10.2.6.3 Axial- oder Propellerpumpen (Radform IV) -- 10.2.6.4 Mehrstufige Radialpumpen (Radform I und II) -- 10.2.6.5 Sonder-Kreiselpumpen -- 10.3 Kreiselverdichter -- 10.3.1 Vorbemerkungen -- 10.3.2 Besonderheiten -- 10.3.2.1 Drehzahl -- 10.3.2.2 Aufbau -- 10.3.2.3 Geräuschentwicklung -- 10.3.2.4 Thermodynamik der Verdichtung -- 10.3.3 Unterteilung -- 10.3.4 Druckstufung -- 10.3.5 Laufräder-Abstufung -- 10.3.6 Ausführungsbeispiele -- 10.3.6.1 Ventilatoren -- 10.3.6.2 Gebläse -- 10.3.6.3 Kompressoren -- 10.4 Hinweise für das Berechnen von Strömungspumpen -- 10.4.1 Grundsätzliches -- 10.4.2 Wellendurchmesser -- 10.4.3 Radialrad-Abmessungen -- 10.4.3.1 Nabendurchmesser -- 10.4.3.2 Saugmund -- 10.4.3.3 Überschlägiges Festlegen der Laufradkanäle -- 10.4.3.4 Stufenzahl -- 10.4.3.5 Laufschaufelzahl -- 10.4.3.6 Nachrechnen der Schaufelkanten -- 10.4.4 Diagonalrad-Abmessungen -- 10.4.5 Axialrad-Abmessungen -- 11 Übersicht über die Turbinen (Turbokraftmaschinen) -- 11.1 Grundsätzliches -- 11.2 Wasserturbinen -- 11.2.1 Vorbemerkungen -- 11.2.2 Gleichdruck- oder Aktionsturbinen -- 11.2.2.1 Pelton-, Becher-, Freistrahl- oder Tangential-Turbinen -- 11.2.2.2 Michell-Ossberger- oder Durchströmturbine -- 11.2.3 Überdruck- oder Reaktionsturbinen -- 11.2.3.1 Gemeinsames -- 11.2.3.2 Francis-Turbinen -- 11.2.3.3 Propeller- und Kaplan-Turbinen -- 11.2.4 Berechnungshinweise -- 11.3 Dampfturbinen -- 11.3.1 Grundsätzliches -- 11.3.1.1 Dampfkraftprozess -- 11.3.1.2 Einteilung -- 11.3.1.3 Optimaler Energieumsatz -- 11.3.1.4 Stufungsarten -- 11.3.1.5 Wärmerückgewinn -- 11.3.1.6 Kennwerte -- 11.3.1.7 Betriebsgrößen -- 11.3.1.8 Grenzen -- 11.3.1.9 Vergleich mit anderen Turbomaschinen -- 11.3.1.10 Konstruktive Besonderheiten -- 11.3.2 Betriebsverhalten. 11.3.2.1 Anfahren, Betrieb, Abstellen. |
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