Frank Kameier 8. Vorlesung Strömungstechnik I und Messdatenverarbeitung Kennlinien von Strömungsmaschinen Dimensionsanalyse, Druckzahl und Lieferzahl Radialventilator mit vorwärts und rückwärts gekrümmten Schaufel

Aufbau eines Radialventilators http://mv.fh-duesseldorf.de/d_pers/Kameier_Frank/d_lehre/a_stroemungstechnik/Skript_stroemaschinen.pdf

Drehrichtung gleich! vorwärts gekrümmte Schaufeln Klimageräte, PKW Cockpit (Lüftung), Brennergebläse rückwärts gekrümmte Schaufeln Pumpen, effiziente Ventilatoren, Radialverdichter Drehrichtung gleich!

Sonderfall: radial endend (für Feststofftransport) … Fliehkräfte sind am Laufradaustritt maximal, Material soll nicht haften / festkleben http://mv.fh-duesseldorf.de/d_pers/Kameier_Frank/d_lehre/a_stroemungstechnik/Skript_stroemaschinen.pdf

2  90° 2  90° 2  90° c2u  u2 c2u = u2 c2u  u2 Vertiefung erst in Strömungstechnik II! Schaufelformen und Geschwindigkeitsdreiecke am Laufradaustritt (1 und c1u in allen 3 Fällen gleich groß!) 2  90° 2  90° 2  90°   c2u  u2 c2u = u2 c2u  u2

Vertiefung erst in Strömungstechnik II! Schaufelformen und Geschwindigkeitsdreiecke am Laufradaustritt Kennlinien der Radialventilatoren ohne Berücksichtigung von Verlusten

Vertiefung erst in Strömungstechnik II! Optimierungsparameter zur Baugrößen- und Leistungsoptimierung unter Berücksichtigung der Akustik Die Position des Laufrades lässt sich innerhalb der Spirale variieren. (kleiner Laufrad/Zungenabstand  große Druckerhöhung, schlechte Akustik) Der Deckscheibenwinkel lässt sich variieren. (Verzögerung aufgrund der Impulserhaltung lässt sich kompensieren mit einer Beschleunigung gemäß der Kontinuitätsgleichung  Ablösungsverluste) Die Laufradbreite ist ein möglicher Optimierungsparameter hinsichtlich der gesamten Baugröße – allerdings auf Kosten des Wirkungsgrads!

Viel Umlenkung führt zu hohen Verlusten und lautem Betrieb! (…zwar bei hohem Druck) Alternative: Drehzahlsteigerung! (siehe Praktikum 3, Teil II Drehrichtung gleich!

Vertiefung erst in Strömungstechnik II! - keine Optimierung - Einfluss der Schaufelwinkel auf die Aerodynamik und Akustik rückwärts gekrümmt gerade radial endend

Dimensionsloses Kennfeld – Vergleich der Schaufelformen Vertiefung erst in Strömungstechnik II! Dimensionsloses Kennfeld – Vergleich der Schaufelformen flache Kennlinie war Kundenwunsch! rückwärts gekrümmt gerade radial endend

Strömungsmaschine (Ventilator) muss Druckverlust kompensieren

Zwei Drehzahlen!

… in Normen wird der Volumenstrom mit qv und der Massenstrom mit qm bezeichnet!

Was passiert mit der Anlagenkennlinie bei einer Normierung Druckzahl über Lieferzahl?

Dimensionsbehaftetes Drosselkennfeld einer Kreiselpumpe

b) a) d) c) Ähnlichkeitstheorie –Vorgehensweise- Steckt die Re-Zahl hinter. Soll hier erst einmal vernachlässigt werden! Addition von branchenabhängigen Skalierungsfaktoren d) c)

Ähnlichkeitstheorie -Dimensionslose Darstellung-

Radialventilatoren - Schaufelformen - vorwärts gekrümmt Drehrichtung radial endend Drehrichtung gerade rückwärts gekrümmt Drehrichtung rückwärts gekrümmt

Anwendungsgebiete zur Schaufelform vorwärts gekrümmt Wäschetrockner, PKW-Cockpits als Lüftungsventilator, Brenner hoher Druck ist gewünscht, schlechter Wirkungsgrad wird in Kauf genommen radial endend Feststofftransport Radiale Kräfte (Zentrifugalbeschleunigung) ist maximal, Materialen haften schlecht an Drehrichtung Drehrichtung

Industrieventilatoren in Müllverbrennungsanlagen, Staubsaugergebläse Anwendungsgebiete rückwärts gekrümmt Industrieventilatoren in Müllverbrennungsanlagen, Staubsaugergebläse (Sonderfall gerade Schaufeln) Drehrichtung

Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel