Berechnungs-Details

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Berechnungs-Details

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Die Umfangskomponente der schaufelkongruenten Strömung ist:

.

Der Abströmbeiwert ist eine Funktion des Schaufelwinkels, der Schaufelzahl und der meridionalen Geometrie (siehe z.B. GÜLICH/WIESNER etc.):

.

Das Verhältnis von Schaufelwinkel und den Geschwindigkeitskomponenten ist:

 .

Ein Drall muss vom Laufrad hergestellt werden entsprechend der spezifischen Arbeit aus dem Entwurfspunkt (hier ohne Vordrall) und der Euler-Gleichung:

.

Alle Gleichungen zusammen bilden einen Satz von Gleichungen, der nicht explizit gelöst werden kann, sondern nur numerisch mittels iterativer Methoden. Dafür kann die folgende Gleichung gebildet werden, die die Differenz zwischen Abströmbeiwert entsprechend der Definition und entsprechend dem ausgewählten Modell darstellt:

 .

Man kann diese Gleichung mit verschiedenen Werten von β2B testen und bekommt dafür eine Funktion der Form Δγ = f(β2B). Diese Funktion zusammen mit γ = f(β2B) entsprechend der Definition des Abströmbeiwerts ist in dem unten dargestellten Diagramm für Trag- und Deckscheibe abgebildet. Neben den Nullstellen sind weitere interessante Punkte wie Minima und Maxima sowie die Wendepunkte dargestellt. Die Lösung der Gleichung ist die Nullstelle. Hier erfüllt der Wert des Schaufelwinkels sowohl die Euler-Gleichung als auch die Definition des Abströmbeiwertes entsprechend dem gewählten Modell.