Frank Kameier - Strömungstechnik II Folie VL7/ Nr.1 SoSe14 Frank Kameier Strömungstechnik II 7. Vorlesung Strömungsmaschinen.

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1 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.1 SoSe14 Frank Kameier Strömungstechnik II 7. Vorlesung Strömungsmaschinen / Turbinen allgemeine Grundlagen Radialturbinen (Francis-Turbinen) Axialturbinen (Kaplan-Turbinen)

2 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.2 SoSe14 Prinzip Kraftmaschine – Arbeitsmaschine Quelle: Bohl/Elmendorf, Strömungsmaschinen I, 2004 Mensch

3 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.3 SoSe14 Klassifizierung von Strömungsmaschinen Kompressible und inkompressible Strömungen

4 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.4 SoSe14 Schematische Darstellung verschiedener Typen von Strömungsmaschinen, aus Dixon (1998).

5 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.5 SoSe14 Schematische Darstellung verschiedener Typen von Strömungsmaschinen, aus Dixon (1998).

6 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.6 SoSe14 Schematische Darstellung verschiedener Typen von Strömungsmaschinen, aus Dixon (1998).

7 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.7 SoSe14 Verschiedene Arten von Wasserturbinen

8 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.8 SoSe14 Typenauswahl – Dimensionierung – hier: Wasserturbinen Quelle: Bohl/Elmendorf, Strömungsmaschinen I, 2004

9 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.9 SoSe14 Spezifischer Drehzahlbereich der Turbinen Langsamläufer mit (Pelton) Normalläufer mit (Francis) Schnelläufer mit (Kaplan) Achtung die spezifische Drehzahl n y ist dimensionslos die ältere Bezeichnung n q hingegen nicht!

10 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.10 SoSe14 The Cordier-Diagram by Willi Bohl 1980 Which machine can provide pressure rise and flow rate with high efficiency? non-dimensional rotor speed (specific speed) non-dimensional rotor diameter (specific diameter) compressors turbines The impeller design influences the overall efficiency! Not considered in the Cordier-Diagram! specific diameter specific speed

11 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.11 SoSe14 dimensionslose Drehzahldimensionsloser Durchmesser

12 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.12 SoSe14 Geschwindigkeitsdreiecke an Stator und Rotor der Turbine V C1m=W1m Eintritt Austritt c  Absolutgeschwindigkeit u  Umfangsgeschwindigkeit w  Relativgeschwindigkeit c1u c 1m  Meridionalkomponente c 1u  Drallkomponente

13 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.13 SoSe14 Geschwindigkeitsdreiecke Rotor alleine 2 drallbehaftete Abströmung drallbehaftete Anströmung axiale Arbeitsmaschine radiale Kraftmaschine

14 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.14 SoSe14 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

15 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.15 SoSe14 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

16 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.16 SoSe14 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

17 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.17 SoSe14 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine) Quelle: Robert Heinze 2011

18 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.18 SoSe14 V Geschwindigkeitsdreiecke mit verändertem Leitgitterwinkel Verkleinerung des Leitgitterwinkels führt zur Verringerung des Volumenstroms. c1u u1 w1 c1

19 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.19 SoSe14 u c w u c w

20 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.20 SoSe14 u c w u c w

21 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.21 SoSe14 21 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

22 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.22 SoSe14 22 Pumpturbine http://www.vkw.at/images/VKW/8_110702_RO2-Laufrad-abfahren-04_rdax_590x392.jpg

23 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.23 SoSe14 Axial-Turbine / Kaplan- Turbine - geringe Fallhöhe - inkompressibles Medium - Bauform auch als Rohrturbine

24 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.24 SoSe14 Typenauswahl – Dimensionierung – hier: Wasserturbinen Quelle: Bohl/Elmendorf, Strömungsmaschinen I, 2004

25 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.25 SoSe14 Stator - Rotor

26 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.26 SoSe14 Axialturbine - Stator - Rotor

27 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.27 SoSe14 Axialturbine - Stator - Rotor

28 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.28 SoSe14 Axialturbine - Stator - Rotor

29 Frank Kameier - Strömungstechnik II http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL7/ Nr.29 SoSe14 Axialturbine - Stator - Rotor