|
<< Click to Display Table of Contents >> Parameter |
  
|
|
<< Click to Display Table of Contents >> Parameter |
|
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 |
Im Bereich Parameters können jeweils alternative Größen für die Berechnung der folgenden Hauptabmessungen festgelegt werden:
|
|
||||||||||
für dS-Berechnung (Pumpen)
Einlaufzahl ε |
▪Verhältnis der Zuströmgeschwindigkeit zur spezifischen Förderarbeit ▪ ▪0.05…0.4 (mit nq steigend) ▪(km1 bei Stepanoff) |
||||||||||||||||||
Rel. Zuströmwinkel β1 |
▪groß → kleinere Abmessungen, geringere Reibungsverluste ▪< 20° → verringert Kavitationsrisiko ▪> 15° → hoher Wirkungsgrad ▪12°...17° → empfohlen für gute Saugfähigkeit |
||||||||||||||||||
Minimale Relativgeschwindigkeit w |
▪geringe Reibungs- und Stoßverluste ▪nur wenn kein Kavitationsrisiko ! ▪fdS=1.15...1.05 für Standard-Laufrad, nq=15...40 ▪fdS=1.25...1.15 für Sauglaufrad |
||||||||||||||||||
Saugzahl nSS |
|
||||||||||||||||||
Min. NPSH |
▪λc Unterdruckbeiwert für Absolutgeschwindigkeit c (Eintrittsbeschleunigung und Verluste): 1.1 für axiale Zuströmung; 1.2…1.35 für radiales Zuströmgehäuse ▪λw Unterdruckbeiwert für Relativgeschwindigkeit w (Druckabsenkung an der Vorderkante): 0.10…0.30 für Standard-Laufräder; 0.03…0.06 für Inducer |
für dLE-Berechnung (Ventilator)
Durchmesser- verhältnis dLE/d2 |
|
für bLE-Berechnung (Ventilator)
Meridianver- zögerung cm2/cmLE |
|
für d2-Berechnung
Druckzahl ψ |
▪dimensionsloser Ausdruck für die spezifische Förderarbeit
0.7 ...1.3 Radialrad 0.25...0.7 Halbaxialrad 0.1 ...0.4 Axialrad ▪groß → kleines d2, flache Kennlinie |
Durchmesserzahl δ |
▪entsprechend Cordier-Diagramm (siehe Hauptabmessungen) |
Rel. Abströmwinkel β2 |
▪6°...13°: empfohlen für stabile Drosselkurve (mit nq steigend) |
βB2 = 90° |
▪empirischer Faktor kd2 = 1.15 ... 1.29 |
für b2-Berechnung
Austrittsbreitenverhältnis b2/d2 |
▪0.04...0.30 (mit nq steigend) |
für Pumpen: Meridianverzögerung cm2/cm1 |
▪0.60...0.95 (mit nq steigend) |
für Pumpen: Austrittszahl ε2 |
▪Verhältnis der Abströmgeschwindigkeit zur spezifischen Förderarbeit ▪0.08…0.26 (mit nq steigend) ▪(km2 bei Stepanoff) |
für Ventilatoren: |
|
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
•Spalt-Wirkungsgrad ηT
•zusätzlicher hydraulischer Wirkungsgrad ηh+ (nur informativ, siehe Global setup)
Nur zur Information
▪Radreibungs-Wirkungsgrad ηS
▪mechanischer Wirkungsgrad ηm
▪Motorwirkungsgrad ηmot
Der zusätzlicher hydraulischer Wirkungsgrad ηh+ wird bei der Dimensionierung des Laufrades benutzt, um zusätzliche Verluste bei der Durchströmung der Maschine zu kompensieren.
Diejenigen Verluste, die zu einer Erwärmung des Förderfluids im Laufrad führen, bilden den inneren Wirkungsgrad (internal efficiency)
Laufrad- und mechanischer Wirkungsgrad bilden den Gesamtwirkungsgrad (Kupplungswirkungsgrad) der Stufe ηSt.
Werden zusätzlich die Motorverluste berücksichtigt, so entsteht der Gesamtwirkungsgrad der Stufe inkl. Antrieb ηSt*.
|
PQ: Förderleistung, siehe oben PD: mechanischer Leistungsbedarf (Kupplungs-, Antriebsleistung) |
|
Pel: elektrischer Leistungsbedarf des Motors |
Die folgende Übersicht veranschaulicht die Einzelverluste und ihre Zusammenfassung:
Einteilung |
Wirkungsgrade |
Relevant für Laufradentwurf |
||
Stufe |
inner |
ηh+ |
additional hydraulic |
ja: für Energie- übertragung |
ηh |
hydraulic |
|||
ηT |
tip |
|||
ηV |
volumetric |
ja: für Volumenstrom |
||
ηS |
side friction |
nein: nur zur Information |
||
|
ηm |
mechanical |
||
Stufe inkl. Motor |
elektrisch |
ηmot |
motor |
|
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 Förderarbeit zur von den Laufradschaufeln übertragenen Arbeit:
Der volumetrische Wirkungsgrad ist ein Maß für die Abweichung des Nutzförderstromes Q vom Gesamtförderstrom 
, der auch den im Gehäuse zirkulierenden Anteil enthält:
mit der Baugröße ansteigend)
Der Spaltwirkungsgrad ist nur bei halboffenen Laufrädern von Bedeutung. Er beinhaltet die Verluste infolge Strömung des Fluids durch den Spalt zwischen Gehäuse und Schaufelspitzen von der Druck- zur Saugseite der Schaufeln. Die Strömungsverluste hängen in erster Linie von der Spaltweite xT ab und werden mit steigender Schaufelzahl und steigendem Schaufelaustrittswinkel β2 geringer.
Der Radreibungs-Wirkungsgrad beinhaltet die Verluste, die durch die Rotation des Fördermediums in den Radseitenräumen zwischen Laufradwänden und Pumpengehäuse entstehen:
Der mechanische Wirkungsgrad umfasst im wesentlichen die Reibleistungen in den Lagern und Dichtungen:
(mit der Baugröße ansteigend)
Für die Dimensionierung des Laufrades sind der hydraulische und der volumetrische Wirkungsgrad sowie der Spaltwirkungsgrad bei offenen Laufrädern wegen ihres Einflusses auf 
bzw. 
maßgebend. Der mechanische und der Radreibungs-Wirkungsgrad beeinflussen nur die erforderliche Antriebsleistung der Maschine.
Wenn die Option "Use η for main dimensions" gesetzt ist, wird die Berechnung der Hauptabmessungen auf Basis der effektiven spezifischen Förderarbeit Yeff= 0.5(Y/η+Y) durchgeführt. Anderenfalls wird die spezifische Förderarbeit ohne Verluste Y benutzt.
Im rechten Bereich des Registers Parameter sind einige Berechnungsgrößen zur Information dargestellt:
Erforderliche Antriebsleistung |
|
Leistungsverlust |
|
innerer Wirkungsgrad |
|
Stufenwirkungsgrad |
|
Stufenwirkungsgrad inkl. Motor |
|
