Parameter Gas Turbine

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Parameter Gas Turbine

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Im Register Parameter wird zur Eingabe von Parametern aufgefordert, deren Vorgaben aus Funktionen in Abhängigkeit von der spezifischen Drehzahl nq bzw. vom Förderstrom Q stammen.
Siehe Approximationsfunktionen.

Details über die Handhabung der speziellen Eingabefelder für Parameter finden Sie im Kapitel Eingabefelder mit empirischen Funktionen.

 

Parameter- und Wirkungsgrad-Werte können manuell festgelegt werden oder es können automatisch aktualisiert werden durch Aktivieren der Checkbox oben auf der Seite. In diesem Fall werden immer die Standard-Werte benutzt, auch nach Änderungen des Entwurfspunktes (siehe Global setup).

Wenn der Automatik-Modus nicht selektiert wurde, können die derzeitigen Standardwerte durch eine der folgenden Möglichkeiten festgelegt werden:

global durch den Schalter oben auf der Seite

regional durch den Default-Schalter innerhalb der Parameters- oder Efficiency-Region

individuell durch den Default-Schalter innerhalb des Eingabefeldes, wenn es selektiert ist

Parameters

Im Bereich Parameters können jeweils alternative Größen für die Berechnung der folgenden Hauptabmessungen festgelegt werden:

Eintritt

Austritt

dS1, dH1

dS2, dH2

Zur Berechnung des mittleren Eintrittsdurchmesser 0.5(dS1+dH1) muss einer der folgenden Parameter vorgegeben werden.

Laufzahl (isentropes Geschwindigkeitsverhältnis total-total)

νtt= u/ct0

u: Umfangsgeschwindigkeit am Eintritt

ct0: Spouting velocity

(nur, wenn total-to-total pressure ratio πtt im Global setup gewählt wurde)

Laufzahl (isentropes Geschwindigkeitsverhältnis total-static)

νts= u/c0

u: Umfangsgeschwindigkeit am Eintritt

c0: Spouting velocity

Standardwert mittels Balje-Diagramm (nur, wenn total-to-static pressure ratio πts im Global setup gewählt wurde)

Zur Berechnung des Eintrittsdurchmesser an Innen- und Außenschnitt (dS1 und dH1) muss einer der folgenden Parameter vorgegeben werden.

Durchmesserverhältnis

dH/dS

Durchmesser innen dH1

Standardwert mittels Balje-Diagramm (nur, wenn total-to-static pressure ratio πts im Global setup gewählt wurde)

Breitenverhältnis

h/dS1

h: Eintrittsbreite

Standardwert mittels Balje-Diagramm (nur, wenn total-to-static pressure ratio πts im Global setup gewählt wurde)

 

Für dS2/dH2-Berechnung

Meridionales Geschwindigkeits-verhältnis cm2/cm1

rein axial

dH2 = dH1 und dS2 = dS1

konst. Hub

dH2 = dH1

konst. Mitte

dM2 = dM1

konst. Shroud

dS2 = dS1

Efficiency

Im Bereich Efficiency werden folgende Wirkungsgrade vorgegeben:

Design relevant

Laufradwirkungsgrad ηtt (total-to-total pressure ratio πtt im Global setup) oder

Laufradwirkungsgrad ηts (total-to-static pressure ratio πts im Global setup)

Nur zur Information

Mechanischer Wirkungsgrad ηm

Der Laufrad- und der mechanische Wirkungsgrad bilden den Gesamtwirkungsgrad (Kupplungswirkungsgrad):

PQ: Laufradleistung bei verlustloser (isentroper) Energieumsetzung

PD: Leistungsabgabe (Kupplungs-, Achsleistung)

Der Laufradwirkungsgrad ηts beinhaltet die innerhalb der Turbine durch Reibung und Verwirbelung entstehenden Strömungsverluste. Reibungsverluste entstehen durch Schubspannungen vor allem in den Grenzschichten an allen durchströmten Bauteilen. Verwirbelungsverluste treten auf durch Querschnitts- und Richtungsänderungen, Sekundärströmung, Ablösung, Fehlanströmung, Nachlaufströmung hinter den Schaufeln und durch die Turbulenz der Strömung selbst. Der Laufradwirkungsgrad ist das Verhältnis der tatsächlichen Laufradarbeit zur Laufradarbeit bei verlustloser Energieumsetzung, ausgedrückt durch spezifische Enthalpiedifferenzen:

Der mechanische Wirkungsgrad umfasst im wesentlichen die Reibleis­tungen in den Lagern und Dichtungen:

mit der Baugröße ansteigend.

Information

Im rechten Bereich des Registers Parameter sind einige Berechnungsgrößen zur Information dargestellt:

Kupplungsgleistung PD

PD = PQ·ηttSt

Volumenstrom PL

PL = PQ - PD

Ruhevolumenstrom Qt

berechnet mit der Ruhedichte am Austritt:

Druckverhältnis total-total

Druckverhältnis total-statisch

Wirkunsgrad total-total

ηtt

Wirkunsgrad total-statisch

ηts

Polytroper Wirkungsgrad

(n .. Polytropenexponent

κ .. Isentropenexponent)

In der Regel werden einstufige, einflutige Maschinen angestrebt – also ein nq-Bereich zwischen 10 und 400. Treten zu große spezifische Drehzahlen (nq > 400) auf, so kann man die Drehzahl n oder den Massenstrom ṁ durch Parallel­schaltung mehrerer Turbinen verringern.