Kraft oder Arbeitsmaschine?

Präsentation zum Thema: "Kraft oder Arbeitsmaschine?"—  Präsentation transkript:

1 Kraft oder Arbeitsmaschine?
Strömungs-maschinen Kraft-maschinen Wasser-turbinen Windkraft-anlagen Dampf- und Gasturbinen Arbeits-maschinen Hochdruck-verdichter Ventilator Pumpen Kraft oder Arbeitsmaschine?

2 Verschiedene Arten von Wasserturbinen

3 Arbeitsgebiete der Turbinen
Francis Fallhöhe: bis 800 m Leistung: bis 750 MW Wirkungsgrad: bis 90 % Pelton Fallhöhe: von 550 bis 2000 m Leistung: bis 500 MW Kaplan Fallhöhe: bis 200 m Leistung: bis 125 MW Wirkungsgrad: bis 95 %

4 Spezifischer Drehzahlbereich der Turbinen
Langsamläufer mit (Pelton) Normalläufer mit (Francis) Schnelläufer mit (Kaplan) Achtung die spezifische Drehzahl ny ist dimensionslos die ältere Bezeichnung nq hingegen nicht!

5 Funktionsweise der Turbinen
Euler´sche Strömungsmaschinen- hauptgleichung für Turbinen Pelton Turbine: Ausnutzung der Bewegungsenergie des Wassers kinetisch  potentiell somit Impulserhaltung Düse wird auf die Laufschaufeln gerichtet Francis Turbine: Leitgittereinstellung zur Erzeugung einer Drallkomponente innerhalb der Geschwindigkeitsdreiecke c1u Wasserzuführung durch die Leitschaufeln in das rotierende Laufrad erfolgt radial, aber axiale Abströmung Kaplan Turbine: Axial durchströmte Laufradform auch mit Leitradvorrichtung

6 Geschwindigkeitsdreiecke
Verdichter Turbine

7 Geschwindigkeitsdreiecke an Stator und Rotor der Turbine
Eintritt V C1m=W1m c1u Austritt c  Absolutgeschwindigkeit c1m  Meridionalkomponente u  Umfangsgeschwindigkeit c1u  Drallkomponente w  Relativgeschwindigkeit

8 Geschwindigkeitsdreiecke mit verändertem Leitgitterwinkel
Verkleinerung des Leitgitterwinkels führt zur Verringerung des Volumenstroms. V u1 c1u c1 w1

9 Geschwindigkeitsdreiecke Rotor alleine
Radiale Kraftmaschine Axiale Arbeitsmaschine 2 Drallbehaftete Anströmung Drallbehaftete Abströmung

10 Angaben der Messunsicherheit für eine vereinfachte Fehlerrechnung

11 Beispielhafte Fehlerrechnung für eta
Formel zur Berechnung des Wirkungsgrades Berechnung der Abweichung aller Messgrößen durch Angabe aus Tabelle

12 Bestimmung des Fehlerquotienten
Festgelegte Abweichungen für die Winkelgeschwindigkeit und das Drehmoment Abweichung der Messgröße muss bestimmt werden 1.) Von welchen Größen hängt die Messgröße ab Bsp. V_punkt 2.) Zuweisung der Exponenten für die Formelberechnung 3.)Berechnung der prozentualen Abweichung für V_punkt Konstanten gehen in die Fehlerbetrachtung nicht mit ein

13 Bestimmung des Fehlerquotienten
Bestimmung der Abweichung von eta mit gegebenen und berechneten Abweichungen der Messgrößen