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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.
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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:
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global durch den Schalter oben auf der Seite |
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regional durch den Default-Schalter innerhalb der Parameters- oder Efficiency-Region |
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individuell durch den Default-Schalter innerhalb des Eingabefeldes, wenn es selektiert ist |
Im Bereich Parameters können jeweils alternative Größen für die Berechnung der Hauptabmessungen festgelegt werden:
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||||
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Zur Berechnung von dS1
Druckzahl ψ |
▪dimensionsloser Ausdruck für die spezifische Arbeit:
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Zur Berechnung von dH1
Durchmesser-verhältnis dH1/dS1 |
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Zur Berechnung von dS2
Durchmesser-verhältnis dS2/dS1 |
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Zur Berechnung von b1
Breitenverhältnis b1z/dS1 |
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Im Bereich Efficiency werden die einzelnen Wirkungsgrade vorgegeben. Dabei ist zwischen den für die Auslegung relevanten und rein informativen Wirkungsgraden zu unterscheiden:
Design relevant
•Hydraulischer Wirkungsgrad ηh
•Volumetrischer Wirkungsgrad ηv
Nur zur Information
•Mechanischer Wirkungsgrad ηm
Der zusätzliche hydraulische Wirkungsgrad ηh+ wird bei der Dimensionierung des Laufrades benutzt, um zusätzliche Verluste bei der Durchströmung der Maschine zu kompensieren.
Diejenigen Verluste, die zu einer Temperaturänderung des Förderfluids im Laufrad führen, bilden den inneren Wirkungsgrad (internal efficiency).
Laufrad- und mechanischer Wirkungsgrad bilden den Gesamtwirkungsgrad (Kupplungswirkungsgrad) der Stufe ηSt.
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PQ: Laufradleistung bei verlustloser Energieumsetzung PD: Leistungsabgabe (Kupplungs-, Achsleistung) |
Die folgende Übersicht veranschaulicht die Einzelverluste und ihre Zusammenfassung:
Einteilung |
Wirkungsgrade |
Relevant für Laufradentwurf |
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Stufe |
Laufrad |
ηh+ |
additional hydraulic |
ja: für Energie- übertragung |
ηh |
hydraulic |
|||
ηV |
volumetric |
ja: für Volumenstrom |
||
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ηm |
mechanical |
nein: nur zur Information |
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Der erreichbare Gesamtwirkungsgrad ist in starkem Maße von der spezifischen Drehzahl, von der Baugröße und der Bauart des Laufrades sowie von konstruktiven Besonderheiten (Entlastungseinrichtungen, Hilfsaggregate) abhängig. Die mittels Approximationsfunktionen ermittelten Wirkungsgrade stellen prinzipiell erreichbare Wirkungsgrade dar und müssen korrigiert werden, wenn nähere Informationen dazu verfügbar sind.
Der hydraulische Wirkungsgrad (Schaufelwirkungsgrad) ηh beinhaltet die innerhalb des Laufrades 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 hydraulische Wirkungsgrad ist das Verhältnis von spezifischer Arbeit zur an den Laufradschaufeln übertragenen Arbeit.
Der volumetrische Wirkungsgrad ist das Verhältnis des Volumenstroms , der durch den Schaufelbereich geht, zum Förderstromes Q, der durch die gesamte Turbine fließt:
Der mechanische Wirkungsgrad umfasst im wesentlichen die Reibleistungen in den Lagern und Dichtungen:
Für die Dimensionierung des Laufrades sind der hydraulische und der volumetrische Wirkungsgrad wegen ihres Einflusses auf bzw. maßgebend. Der mechanische Wirkungsgrad beeinflusst nur die abgegebene Leistung der Maschine.
Im rechten Bereich des Registers Parameter sind einige Berechnungsgrößen zur Information dargestellt:
Drehmoment |
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Abgegebene Leistung |
PD = PQ·ηSt |
Verlustleistung |
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Interner Wirkungsgrad |
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Stufenwirkungsgrad |
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