Ffffströ...mungs...Maschinen..
Dbznhshneh
Dbznhshneh
Bei welcher Art Strömungsmaschine ist es besonders vorteilhaft mit der Rothalpie zu rechnen?
Bei Strömungsmaschinen mit rotierenden Systemen.
Strömungsmaschinen lassen sich nach ihrem Arbeitsmedium unterscheiden. Nennen Sie die zwei Arten und den prinzipiellen Unterschied der Medien.
Welche ideale Zustandsänderung in der Thermodynamik dient als Vergleichsprozess einer Strömungsmaschine?
Adiabate Zustandsänderung
Skizzieren Sie einen idealen und realen Verdichtungsprozess im h-s Diagramm.
Mit welchen Effekten muss man rechnen, wenn Strömungsmachzahlen größer als 1 auftreten?
Ist die Machzahl kleiner als 0,7, so verhält sich ein Gas nahezu inkompressibel. Für größere Machzahlen wird die Kompression immer stärker, und für Machzahlen größer als 1 (Überschallgeschwindigkeit) bilden sich in Gasen Stoßwellen aus, die zu periodischer Verdichtung und Verdünnung der Luft führen.
Ist die Strömungsgeschwindigkeit größer als die Schallgeschwindigkeit (M >1), dann können sich Störungen nicht mehr stromauf ausbreiten, sondern sind durch den Mach’schen Kegel eingeschränkt.
Mit welcher Gleichung lässt sich die spez. Gesamtenthalpiedifferenz über eine Stufe einer Strömungsmaschine berechnen?
Eulersche Turbinengleichung
Die spezifische Gesamtenthalpiedifferenz über die Stufe ist gleich der Differenz der Produkte aus Umfangsgeschwindigkeit der Strömung und des Laufrades am Austritt und Eintritt des Laufrades (Rotors).
\(∆h_ges=c_{u2}*u_2-c_{u1}*u_1\)
Nennen Sie Grenzen des Betriebsbereichs eines Turboverdichters.
???
Welche Vor- und Nachteile hat die Teilbeaufschlagung der Regelstufe einer Turbine?
Bei Teilbeaufschlagung — im Gegensatz zur Vollbeaufschlagung — wird dem Laufrad einer Turbine Arbeitsfluid nicht auf dem ganzen Umfang, sondern nur in einzelnen Sektoren zugeführt. Das Verhältnis von beaufschlagtem Querschnitt zum Gesamtquerschnitt wird Beaufschlagungsverhältnis ε genannt. Ein bestimmter Beaufschlagungsquerschnitt kann einen oder mehrere beaufschlagte Sektoren enthalten.
Vorteile:
- Teilbelastung
- Verringert benötigte Fluidmenge
Nachteil:
- Erhöhte mechanische Belastung
- Erhöhte Verluste
- Ungleichförmige Durchströmung
Wie ist die Druckziffer definiert?
\(Ψ_{Stufe} = {2*∆h_{is} \over u_2^2}\)
Welche Machzahl herrscht im engsten Querschnitt einer Lavaldüse?
M = 1
Welche Effekte sind bei Verdichtung auf sehr hohe Drücke (z.B. > 100 bar) zu beobachten?
- Kavitation
- Wärmeentwicklung
- Höhere mechanische Belastung
Welche Vor- Nachteile hat ein Radialverdichter gegenüber dem Axialverdichter?
Radialverdichter:
- Hohes Druckverhältnis
- Hohe Wärmeentwicklung
- Große Fliehkräfe
- Effiziente Kühlung notwendig
Axialverdichter:
- Kompakte Bauweise
- Leicht und günstig
- Hoher Wirkungsgrad
- Einsatz bei hohen Fördermengen
Welchen Vorteil hat das Rechnen mit dem polytropen Wirkungsgrad?
- Rechnen mit Verlusten über alle Stufen
Was versteht man unter der Förderhöhe einer Pumpe?
Die Förderhöhe der Pumpe ist die von der Pumpe auf das Fördermedium übertragene Förderleistung (PQ) bezogen auf ρ · g · Q.
Nennen Sie Kriterien, durch die die Umfangsgeschwindigkeit eines Laufrades begrenzt wird.
Die Umfangsgeschwindigkeit (u) entspricht der Geschwindigkeit eines Massenpunktes, der eine Kreisbewegung ausführt.
Im Strömungsmaschinenbau bildet die Umfangsgeschwindigkeit (u) zusammen mit der Relativgeschwindigkeit (w) und der Absolutgeschwindigkeit (c) das Geschwindigkeitsdreieck. Bei Kreiselpumpen hat die Umfangsgeschwindigkeit an relevanten Stellen des Laufrades erheblichen Einfluss auf das Saugverhalten, die Geräuschentwicklung und die Festigkeit der rotierenden Teile.
Mit welchen Methoden lassen sich die Kräfte auf ein umströmtes Profil ermitteln?
Mit Hilfe der Tragflügeltheorie (Kräftedreieck)
Nennen Sie drei Verlustarten eines Axialverdichters und beschreiben Sie diese.
- Reibungsverluste durch Medium, Oberfläche, Dichtlippe
- Leckstrom (Spaltverluste)
- Mechanische Verluste durch z. B. Ölpumpe
- Hydraulische Verluste:
- Verluste durch Wirbel und turbulente Strömung
Skizzieren Sie die Laufschaufel einer axialen Turbinenstufe mit dem Geschwindigkeitsdreieck am Schaufeleintritt.
Welche Arten von Wellendichtungen werden bei Strömungsmaschinen typischerweise verwendet?
- Labyrinthdichtung
- Spitzendichtung
Welche physikalischen Größen werden in Turbomaschinen gemessen?
- Druck
- Temperatur
- Geschwindigkeit
- Durchfluss
- Drehzahl
- Drehmoment
- Kraft
- Schwingungen
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Cartes-fiches
Bei welcher Art Strömungsmaschine ist es besonders vorteilhaft mit der Rothalpie zu rechnen?
Bei Strömungsmaschinen mit rotierenden Systemen.
Strömungsmaschinen lassen sich nach ihrem Arbeitsmedium unterscheiden. Nennen Sie die zwei Arten und den prinzipiellen Unterschied der Medien.
Welche ideale Zustandsänderung in der Thermodynamik dient als Vergleichsprozess einer Strömungsmaschine?
Adiabate Zustandsänderung
Skizzieren Sie einen idealen und realen Verdichtungsprozess im h-s Diagramm.
Mit welchen Effekten muss man rechnen, wenn Strömungsmachzahlen größer als 1 auftreten?
Ist die Machzahl kleiner als 0,7, so verhält sich ein Gas nahezu inkompressibel. Für größere Machzahlen wird die Kompression immer stärker, und für Machzahlen größer als 1 (Überschallgeschwindigkeit) bilden sich in Gasen Stoßwellen aus, die zu periodischer Verdichtung und Verdünnung der Luft führen.
Ist die Strömungsgeschwindigkeit größer als die Schallgeschwindigkeit (M >1), dann können sich Störungen nicht mehr stromauf ausbreiten, sondern sind durch den Mach’schen Kegel eingeschränkt.
Mit welcher Gleichung lässt sich die spez. Gesamtenthalpiedifferenz über eine Stufe einer Strömungsmaschine berechnen?
Eulersche Turbinengleichung
Die spezifische Gesamtenthalpiedifferenz über die Stufe ist gleich der Differenz der Produkte aus Umfangsgeschwindigkeit der Strömung und des Laufrades am Austritt und Eintritt des Laufrades (Rotors).
\(∆h_ges=c_{u2}*u_2-c_{u1}*u_1\)
Nennen Sie Grenzen des Betriebsbereichs eines Turboverdichters.
???
Welche Vor- und Nachteile hat die Teilbeaufschlagung der Regelstufe einer Turbine?
Bei Teilbeaufschlagung — im Gegensatz zur Vollbeaufschlagung — wird dem Laufrad einer Turbine Arbeitsfluid nicht auf dem ganzen Umfang, sondern nur in einzelnen Sektoren zugeführt. Das Verhältnis von beaufschlagtem Querschnitt zum Gesamtquerschnitt wird Beaufschlagungsverhältnis ε genannt. Ein bestimmter Beaufschlagungsquerschnitt kann einen oder mehrere beaufschlagte Sektoren enthalten.
Vorteile:
- Teilbelastung
- Verringert benötigte Fluidmenge
Nachteil:
- Erhöhte mechanische Belastung
- Erhöhte Verluste
- Ungleichförmige Durchströmung
Wie ist die Druckziffer definiert?
\(Ψ_{Stufe} = {2*∆h_{is} \over u_2^2}\)
Welche Machzahl herrscht im engsten Querschnitt einer Lavaldüse?
M = 1
Welche Effekte sind bei Verdichtung auf sehr hohe Drücke (z.B. > 100 bar) zu beobachten?
- Kavitation
- Wärmeentwicklung
- Höhere mechanische Belastung
Welche Vor- Nachteile hat ein Radialverdichter gegenüber dem Axialverdichter?
Radialverdichter:
- Hohes Druckverhältnis
- Hohe Wärmeentwicklung
- Große Fliehkräfe
- Effiziente Kühlung notwendig
Axialverdichter:
- Kompakte Bauweise
- Leicht und günstig
- Hoher Wirkungsgrad
- Einsatz bei hohen Fördermengen
Welchen Vorteil hat das Rechnen mit dem polytropen Wirkungsgrad?
- Rechnen mit Verlusten über alle Stufen
Was versteht man unter der Förderhöhe einer Pumpe?
Die Förderhöhe der Pumpe ist die von der Pumpe auf das Fördermedium übertragene Förderleistung (PQ) bezogen auf ρ · g · Q.
Nennen Sie Kriterien, durch die die Umfangsgeschwindigkeit eines Laufrades begrenzt wird.
Die Umfangsgeschwindigkeit (u) entspricht der Geschwindigkeit eines Massenpunktes, der eine Kreisbewegung ausführt.
Im Strömungsmaschinenbau bildet die Umfangsgeschwindigkeit (u) zusammen mit der Relativgeschwindigkeit (w) und der Absolutgeschwindigkeit (c) das Geschwindigkeitsdreieck. Bei Kreiselpumpen hat die Umfangsgeschwindigkeit an relevanten Stellen des Laufrades erheblichen Einfluss auf das Saugverhalten, die Geräuschentwicklung und die Festigkeit der rotierenden Teile.
Mit welchen Methoden lassen sich die Kräfte auf ein umströmtes Profil ermitteln?
Mit Hilfe der Tragflügeltheorie (Kräftedreieck)
Nennen Sie drei Verlustarten eines Axialverdichters und beschreiben Sie diese.
- Reibungsverluste durch Medium, Oberfläche, Dichtlippe
- Leckstrom (Spaltverluste)
- Mechanische Verluste durch z. B. Ölpumpe
- Hydraulische Verluste:
- Verluste durch Wirbel und turbulente Strömung
Skizzieren Sie die Laufschaufel einer axialen Turbinenstufe mit dem Geschwindigkeitsdreieck am Schaufeleintritt.
Welche Arten von Wellendichtungen werden bei Strömungsmaschinen typischerweise verwendet?
- Labyrinthdichtung
- Spitzendichtung
Welche physikalischen Größen werden in Turbomaschinen gemessen?
- Druck
- Temperatur
- Geschwindigkeit
- Durchfluss
- Drehzahl
- Drehmoment
- Kraft
- Schwingungen
