Strömungsmaschinen Turbinen

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Carolin Loch und Kristin Fiedler

Präsentation transkript:

Strömungsmaschinen Turbinen Frank Kameier Strömungstechnik II 10. Vorlesung Strömungsmaschinen Turbinen • radial = Francis-Turbine • axial = Kaplan-Turbine • für Klausur relevant: Geschwindigkeitsdreiecke

Schematische Darstellung verschiedener Typen von Strömungsmaschinen, aus Dixon (1998).

Schematische Darstellung verschiedener Typen von Strömungsmaschinen, aus Dixon (1998).

Verschiedene Arten von Wasserturbinen

Typenauswahl – Dimensionierung – hier: Wasserturbinen Quelle: Bohl/Elmendorf, Strömungsmaschinen I, 2004

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!

The Cordier-Diagram by Willi Bohl 1980 non-dimensional rotor speed (specific speed) compressors turbines Which machine can provide pressure rise and flow rate with high efficiency? The impeller design influences the overall efficiency! specific diameter Not considered in the Cordier-Diagram! non-dimensional rotor diameter (specific diameter) specific speed

dimensionslose Drehzahl dimensionsloser Durchmesser

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

Geschwindigkeitsdreiecke Rotor alleine radiale Kraftmaschine axiale Arbeitsmaschine 2 drallbehaftete Anströmung drallbehaftete Abströmung

Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

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

u c w w c u

u c w w c u

Pumpspeicherkraftwerk Herdecke http://www.rwe.com/web/cms/de/77048/rwe-power-ag/standorte/kraftwerke-herdecke http://www.rwe.com/web/cms/mediablob/de/346008/data/183748/3/rwe/innovationen/stromerzeugung/energiespeicherung/pumpspeicher-herdecke.pdf

Pumpturbine http://www.vkw.at/images/VKW/8_110702_RO2-Laufrad-abfahren-04_rdax_590x392.jpg

Stator - Rotor

Axialturbine - Stator - Rotor

Axialturbine - Stator - Rotor

Axialturbine - Stator - Rotor

Axialturbine - Stator - Rotor