By Hartwig Petermann
Unter der Bezeichnung Stromungsmaschinen werden Turbinen, Kreiselpumpen, Tur boverdichter, Propeller und Stromungsgetriebe zusammengefaBt. Stromungsmaschi nen begegnen uns als Haupt-und Hilfsmaschinen in Kraftwerken, als Antriebsmaschi nen von Flugzeugen und Schiffen, als Hilfsmaschinen in vielen technischen Einrichtun gen der lndustrie und des tiiglichen Lebens. Sie sind somit im Maschinenbau von grund legender Bedeutung. Deshalb braucht jeder Maschinenbauer Grundkenntnisse tiber Wir kungsweise und Anwendungsmoglichkeiten der Stromungsmaschinen. Das vorliegende Buch solI diese G rundkenntnisse vermitteln. Es ist so abgefaBt, daB es ohne Vorkenntnisse der Stromungslehre und der Thermodynamik verstanden werden kann. Urn ein Kennenlernen des gesamten Gebietes der Stromungsmaschinen mit mog lichst geringem Arbeitsaufwand zu ermoglichen, werden die gemeinsamen Grundlagen aller Stromungsmaschinen zusammenfassend behandelt. Der Lehrstoff ist so abgefaBt, daB der Leser nach dem Studium dieses Heftes auf weiterflihrende Literatur libergehen kann. Beim Zeichnen der Abbildungen und beim Lesen der Korrekturen haben mich die Angehorigen des Pfleiderer-lnstituts fUr Stromungsmaschinen der Technischen Vniversitiit Braunschweig unterstlitzt. Ihnen allen danke ich fUr ihre Hilfe. Mein ganz besonderer Dank gilt meinem Nachfolger als Leiter des Pfleiderer lnstituts fUr Stromungsmaschinen, Herrn Prof. Dr.-lng. G. Kosyna, und meinen langjiihrigen Mitarbeitern Herrn Prof. Dr.-Ing. M. Pekrun und Herrn Dr.-lng. R. Rotzoll, die mir wertvolle Anregungen gegeben haben. Oem Springer-Verlag danke ich fUr die angenehme Zusammenarbeit und dafUr, daB meinen Wlinschen weitgehendst entgegen gekommen wurde.
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Bei der Festlegung der Eintrittswinkel von Schaufelgittern hat - abgesehen von der oben besprochenen Schaufelverengung (Abb. 2. 7) - die Laufschaufelzahl keinen EinfluB. h. der EinfluB der Zahigkeit) behandelt wird. Wenn eine ideale, reibungsfreie Flussigkeit durch ein Schaufelgitter umgelenkt wird, so entsteht an den einzelnen Schaufeln eine Druckdifferenz, und zwar ein Uberdruck auf der Schaufelvorderseite und ein Unterdruck auf der Schaufelruckseite. 2 EinfluB der Schaufelstarke und der Schaufelzahl 31 endlich vielen Schaufeln ist diese Druckdifferenz unendlich klein.
Diese Druckdifferenz ist umso groBer, je kleiner - bei gegebener Umlenkung - die Schaufelzahl ist. Eine Fltissigkeit hat immer das Bestreben, aus einem Raum hoheren Druckes in einen Raum niederen Druckes zu stromen. Die Fllissigkeitsteilchen der Schaufelvorderseite, die den haheren Druck haben, stramen nach Verlassen des Laufschaufelkanals zu den Fllissigkeitsteilchen der Schaufelrlickseite. So vermindert sich die ablenkende Wirkung des Schaufelgitters umso starker, je kleiner die Schaufelzahl ist (Abb.
Stutzenarbeit Y in Geschwindigkeitsenergie entstehen wiirde. Berechnung der Druckzahl ':l' fUr 0'0 = 90° • Fur 0'0 = 90° ist (vgl. 01. (2,7) und Gl. (t, 24) ) (2,29) wobei wieder das obere Vorzeichen fUr Pumpen und das untere fUr Turbinen gilt. Damit wird 01. (2, 28) ':l' 2c 3u = -u-2 "h ±1 (2,30) GemaB Gl. (2, 27) kann Y - Y Sp = Y (1 (2,31) - r) gesetzt werden. Aus GIn. (1,25), (2,28), (2,29) und (2,31) ergibt sich (2,32) ':l'=4(1-r) Unter der Voraussetzung, daB 0'0 = 90° und c m vor und hinter Lauf- und Leitrad gleich ist, gilt Gl.