Strömungsmaschinen Turbinen

Präsentation zum Thema: "Strömungsmaschinen Turbinen"—  Präsentation transkript:

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

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

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

4 Verschiedene Arten von Wasserturbinen

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

6 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!

7 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

8 dimensionslose Drehzahl dimensionsloser Durchmesser

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

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

11 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine)
Quelle: Robert Heinze 2011

12 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine)
Quelle: Robert Heinze 2011

13 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine)
Quelle: Robert Heinze 2011

14 Geschwindigkeitsdreiecke Radialturbine (Francisturbine)
Quelle: Robert Heinze 2011

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

16 u c w w c u

17 u c w w c u

18 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke

19 Pumpturbine

20 Stator - Rotor

21 Axialturbine - Stator - Rotor

22 Axialturbine - Stator - Rotor

23 Axialturbine - Stator - Rotor

24 Axialturbine - Stator - Rotor