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Description

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Berechnung der Geschwindigkeitsdreiecke

1 Ebene

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Verdichterstufe, Geschwindigkeitsdreiecke

2 Ebene

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Axialturbinenstufe, Geschwindigkeitsdreiecke, Schaufelarbeit

Skizzieren Sie die Axialturbinenstufe im Längsschnitt, bezeichnen Sie die Gitter und tragen Sie die Ebenen für die Berechnungen mit ihren Bezeichnungen und die Meridianstromlinie ein.

Skizzieren Sie die Stufe in dem Zylinderschnitt, der durch die Meridianstromlinie gebildet wird.

Die Geschwindigkeitsdreiecke im Laufradein- und Laufradaustritt.

Die Schaufelarbeit:

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Gebläse, Dreidimensionalität der Strömung

Die Geschwindigkeitsdreiecke in den Schnitten di, dm und da.

die Temperaturerhöhung zwischen Aus- und Eintritt des Gebläses und das Druckverhältnis.

Die statischen und totalen Drücke und Temperaturen an Aus- und Eintritt des Gebläses.

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Kaplan-Turbine, Drallsatz

Für das Leitrad: Die Meridionalkomponenten cm0 und cm1‘:

Die Umlenkung im Leitrad bei radialer Zuströmung:

die Umfangskomponente der Geschwindigkeit am Leitschaufelaustritt:

das Drehmoment, das durch den Leitradträger in das Fundament eingeleitet wird (Momente aus Reibungskräften sind zu vernachlässigen):

die Kraft auf jede Schaufel in Umfangsrichtung:

mit dem Impulssatz die Kraft auf jede Schaufel in radialer Richtung:

Die resultierende Kraft auf den Leitschaufelbolzen jeder Schaufel:

Für das Laufrad: Die Meridionalkomponente der Geschwindigkeit am Laufradaustritt:

die Umfangskomponente der Geschwindigkeit vor dem Laufrad unter Annahme reibungsfreier Umlenkung zwischen Leit- und Laufrad:

Wie ändert sich qualitativ die Umfangskomponente der Geschwindigkeit und der Anströmwinkel des Laufrades, wenn die Reibung nicht vernachlässigt wird?

Die absolute Eintrittsgeschwindigkeit in das Laufrad:

die spezifische Schaufelarbeit:

Die abgegebene Leistung vom Fluid an den Rotor:

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Pumpenanlage

die Kontrollgrenzen der verschiedenen, zu betrachtenden Teilsysteme, um die Auslegegrößen der Pumpe zu bestimmen:

Welches Teilsystem der gesamten Anlage ist zu betrachten, um den Pumpeneintrittsdruck zu bestimmen?

Für welchen Pumpeneintrittsdruck ist die Pumpe auszulegen? Der Eintritt in die untere Leitung kann als verlustfrei angenommen werden.

Wie unterscheidet sich der Druck unmittelbar nach dem als verlustlos angenommenen Eintritt des Wassers in die Rohrleitung von dem Druck im ruhenden, das Rohr umgebenden Wasser in gleicher Höhe?

Welches Teilsystem der gesamten Anlage ist zu betrachten, um den Pumpenaustrittsdruck zu bestimmen?

Für welchen Pumpenaustrittsdruck ist die Pumpe auszulegen?

Wie unterscheidet sich der Druck unmittelbar vor Austritt aus dem Rohr in den Speicher vom Druck in gleicher Höhe aber in einiger Entfernung in dem Speicher?

Welche spezifische Strömungsarbeit wird an das Wasser übertragen?

Wie groß ist die vom Pumpenrad an das Wasser übertragene spezifische Schaufelarbeit bei einem statischen Pumpenwirkungsgrad η p = 0.854?

Wie groß ist der im Wasser abgeführte Dissipationsanteil, der durch die Pumpe zugeführten Arbeit?

Welche Leistung muss der Pumpe an der Welle zugeführt werden (η m = 0.98)?

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Turbinenanlage

die Trennung der Anlage und der Turbine:

Welcher Druck herrscht am Turbineneintritt? Der Einlauf vom oberen Becken in die Rohrleitung sei verlustlos

Für welchen Turbinenaustrittsdruck muss die Turbine ausgelegt sein?

Welche spezifische Strömungsarbeit wird dem Wasser entzogen?

Wie groß ist die innere spezifische Schaufelarbeit, die auf das Laufrad übertragen wird?

Welche effektive Leistung gibt die Turbine an der Kupplung ab?

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Turbomaschinen, Thermodynamik

Wodurch ist eine ideale Flüssigkeit gekennzeichnet? Skizzieren Sie in ein h, sDiagramm für eine ideale Flüssigkeit je eine polytrope Zustandsänderung für eine Turbine und eine Pumpe ein! Kennzeichnen Sie Drücke und Temperaturen am Ein- und Austritt der Maschinen!

Wodurch ist ein ideales Gas gekennzeichnet? Skizzieren Sie ein zweites h, sDiagramm für ein ideales Gas mit konstanter spezifischer Wärmekapazität! Zeichnen Sie je eine polytrope Zustandsänderung für eine Turbine und einen Verdichter ein! Kennzeichnen Sie Drücke und Temperaturen am Ein- und Austritt der Maschinen!

Wie groß ist die Temperaturerhöhung in einer adiabaten Wasserpumpe, die mit einem polytropen Wirkungsgrad von ηP = 0.87 arbeitet? Die Enthalpiedifferenz zwischen Ein- und Austritt der Pumpe beträgt _hea = 230 J/kg, cF = 4.186 kJ/(kg K).

Wie groß ist die Temperaturerhöhung in einem adiabaten Verdichter, der bei einem polytropen Wirkungsgrad von ηV = 0.7 mit einem Druckverhältnis von pa/pe = 2 arbeitet? Das Fluid kann als ideales Gas betrachtet werden. Die Eintrittstemperatur betragt Te = 290K, κ = 1.4.

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Erdgasverdichter, Thermodynamik

die spezifische Schaufelarbeit:

Die Enthalpiedifferenz zwischen Verdichteraustritt und Verdichtereintritt:

die irreversibel im Erdgas erzeugte Dissipation

der polytrope Wirkungsgrad

Stellen Sie die polytrope Zustandsänderung im h, s-Diagramm dar, kennzeichnen Sie Verdichtereintritt (V E) und Verdichteraustritt (V A). Tragen Sie die spezifische Arbeit und die Enthalpiedifferenz ein.

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Beschleunigungsgitter, Gasdynamik

Skizzieren Sie das Beschleunigungsgitter als Abwicklung der Meridianstromfläche eines axialen Turbinenleitrades im Mittelschnitt. Bezeichnen Sie die Ein- und Austrittsebene und schreiben Sie die Geschwindigkeiten, Drücke und Temperaturen an die Ebenen.

Wie ändern sich statischer Druck und statische Temperatur am Gitteraustritt, wenn sich der Eintrittsdruck pte durch Reibung auf pta am Gitteraustritt ändert, und die Strömung auf Schallgeschwindigkeit im Gitteraustritt beschleunigt wird?

Berechnen Sie die Entropieänderung, die Dissipation und den polytropen Wirkungsgrad für das Gitter. Benutzen Sie dafür nicht die Gleichungen für η und η B!

Skizzieren Sie den Strömungsvorgang im T, s- oder h, s-Diagramm und zeichnen Sie den Berechnungsvorgang für die Entropieänderung ein.

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Verdichterstufe, Thermodynamik

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Verdichterstufe 2, Auslegung

die Geschwindigkeitsdreiecke:...