Lernkarten

Ronny Von Loh
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Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 02.08.2014 / 25.07.2019
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Warum sind für eine Gasströmung bei gegebenen Totalzuständen für jeden gegebenen Querschnitt zwei Machzahlen
physikalisch möglich ?

1.) Unterschall mit hoher Dichte und niedriger Geschwindigkeit

2.) Überschall mit niedriger Dichte und hoher Geschwindigkeit

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Warum wird bei einem konvergent - divergenten Kanalverlauf bei genügend geringem Gegendruck im engsten
Querschnitt die Schallgeschwindigkeit erreicht ?
Drücken Sie den Massenstrom in diesem Querschnitt für diesen Fall mit Hilfe von A* und den Totalzuständen aus.

Konvergent:

 - Unterschallströmung beschleunigt

 - Ma=1 kann erreicht werden

 - Ma=1 ist nur im engsten Querschnitt stabil

Divergent:

 - Unterschallströmung verzögert

 - Überschallströmung beschleunigt

 - hier kann nicht Ma=1 erreicht werden

 

Massenstrom: Km= (m-Strom*Wurzel(T))/A*p --> m-Strom=(p*A*Km)/Wurzel(T)

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Was verstehen Sie unter einem senkrechten Verdichtungsstoß ?

Allgemein:

 - Verdichtungsstöße --> gasdynamisches Phänomen

 - führen zu diskontinuierlicher Zustandsänderung

 

- senkrechter VS geht mit E-Dissipation in unendlich kurzer Zeit einher

- ist im Regelfall mit einer Verzögerung der Strömung von Ma>1 auf Ma<1 verbunden

- hohe Totaldruckverluste bei gleichzeitiger Erhaltung der Totaltemperatur

--> Entropieerhöhung --> Anstieg der stat. Größen (Druck, Dichte, Temperatur)

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Was geschieht mit den Totalgrößen Tt und pt über einen Verdichtungsstoß ?

T-total: bleibt konstant da diskontinuierliche Zustandsänderung

p-total: sinkt stark

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Wodurch wird die Energie zwischen Fluid und rotierendem Strömungskanal nach der Eulerschen
Turbomaschinengleichung übertragen ?

An der E-Übertragung in TM sind nur die umfangskomponenten der Geschwindigkeit beteiligt.

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Warum liegt das Optimum für den Stufenwirkungsgrad bei relativ niedrigen Belastungskoeffizienten ?

- gesteigerte Umlenkung steigert die aerodynamische Belastung der Schaufeln

--> Strömungsablösung --> Strömungsverluste steigen --> Wirkungsgrad sinkt

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Warum werden Turbomaschinenstufen nicht immer in diesem Optimum ausgelegt ?

- Gefahr der Strömungsablösung und Überschreitung der Stabilitätsgrenzen

- die variablen Betriebspunkte im "Leben" der TM; z.B. hoch oder runter fahren

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Warum können Axial- Turbinenstufen höher belastet werden als Axial- Verdichterstufen ?

- Turbinenstufen arbeiten MIT dem negativen Druckgradienten d.h. in Richtung des sinkenden Drucks (natürliche Strömungsrichtung)

--> Fluid folgt freiwillig der Umlenkung

- Verdichterstufen arbeitet gegen den positiven Druckgradienten d.h. in Richtung des steigenden Drucks

--> Gefahr der Strömungsablösung --> Begrenzung der realisierbaren Umlenkung