Thermische Turbomaschinen

1. Thermodynamische Grundlagen.- 1.1 Die thermodynamischen Hauptsätze.- 1.2 Zur Thermodynamik der Wärmekraftmaschinen.- 1.3 Grundsätzliches über Prozeßuntersuchungen.- 1.4 Energieumsatz in stetig durchströmten Systemen.- 1.5 Ideales Gas.- 1.6 Idealer Dampf.- 1.7 Polytroper Wirkungsgrad, Polytropenexponent.- 1.8 Isentroper Wirkungsgrad, Rückgewinn, Erhitzungsverlust.- 1.9 Innere Wirkungsgrade und Gesamtwirkungsgrade von Turbinen.- 1.10 Innere Wirkungsgrade und Gesamtwirkungsgrade von Verdichtern.- 1.11 Energiebilanz offener Prozesse.- Literatur.- 2. Theorie der Arbeitsprozesse.- 2.1 Der Dampfprozeß.- 2.2 Die Berechnung des Dampfprozesses.- 2.3 Hilfsmittel zur Berechnung des Gasturbinenprozesses.- 2.4 Berechnung des Gasturbinenprozesses.- 2.5 Der Gasturbinenprozeß mit gekühlter Turbine.- 2.6 Kombinierte Prozesse.- Literatur.- 3. Strömungstheoretisehe Grundlagen.- 3.1 Grundgleichungen.- 3.2 Integralbeziehungen und Folgerungen aus den Grundgleichungen.- 3.3 Wirbelsätze, Zirkulation.- 3.4 Stromfunktion.- 3.5 Potentialströmung.- 3.6 Strömung bei hoher Geschwindigkeit.- 3.7 Verdichtungsstoß, Verdichtungs- und Verdünnungswellen.- 3.8 Die Lavaldüse.- 3.9 Ähnlichkeitstheorie und Modellgesetze.- 3.10 Grundlagen der Grenzschichttheorie.- 3.11 Grenzschichten an der ebenen Platte.- 3.12 Grenzschichtberechnung bei beliebiger Druckverteilung.- 3.13 Ergänzendes zur Grenzschichttheorie.- 3.14 Strömung in Kanälen.- 3.15 Reibungsverluste in Kanälen.- 3.16 Strömung durch Diffusoren.- 3.17 Abschätzung von Verlusten durch Dissipationskoeffizienten.- Literatur.- 4. Arbeitsverfahren thermischer Turbomaschinen.- 4.1 Turbinen.- 4.2 Verdichter.- Literatur.- 5. Elementare Theorien der Stufe.- 5.1 Vorbereitende Untersuchungen.- 5.2 Eindimensionale Theorie der Turbinenstufe.-5.3 Eindimensionale Theorie der Verdichterstufe.- 5.4 Mittelwertsbildungen.- 5.5 Umrechnung von Strömungswirkungsgraden.- 5.6 Kennzahlen der Stufe.- 5.7 Das Stufenelement, allgemeine Grundlagen.- 5.8 Energieumsatz und Wirkungsgrad des Stufenelementes.- a) Turbine.- b) Verdichter.- 5.9 Besondere Untersuchungen über das Stufenelement.- a) Turbine.- b) Verdichter.- 5.10 Gerades Schaufelgitter, Tragflügeltheorie.- 5.11 Verallgemeinerte Tragflügeltheorie des Schaufelgitters.- 5.12 Grundsätzliches über die Wirkungsweise der Turbomaschinen.- Literatur.- 6. Das Schaufelgitter.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Mathematische Verfahren der Gittertheorie.- 6.3 Grundlagen zur Gitterberechnung nach der Singularitätenmethode.- 6.4 Exakte Berechnung der Potentialströmung duich ein gerades Schaufelgitter.- 6.5 Angenäherte Gitterberechnung nach der Singularitätenmethode.- 6.6 Gitterberechnung durch konforme Abbildung.- 6.7 Kompressibilitätseinfluß bei schwach ablenkenden Gittern.- 6.8 Zirkulationsverhältnisse im Schaufelstern.- 6.9 Abströmwinkel aus eng geteilten Kreisgittern, subsonisch.- 6.10 AbBtrömwinkel aus eng geteilten Kreisgittern,transsonisch.- 6.11 Die Netzmethode.- 6.12 Exakte Theorie der Strömung durch das rotierende Kreisgitter.- 6.13 Entspannung ins Überschallgebiet, Strahlablenkung.- 6.14 Transsonische und supersonische Turbinengitter.- 6.15 Geschwindigkeitsverteilung in transsonisch durchströmten Gittern.- 6.16 Reibungseinflüsse in axial durchströmten Gittern.- 6.17 Radial durchströmtes Kreisgitter.- 6.18 Ergänzendes zur Gittertheorie.- Literatur.- 7. Räumliche Strömung durch Turbomaschinen.- 7.1 Allgemeines.- 7.2 Potentialströmung.- 7.3 Differentialgleichungen der rotationssymmetrischen Strömung.- 7.4 Allgemeines über einfache Lösungen.- 7.5 Strömungmit konstanter Massenstromdichte.- 7.6 Einfache Lösung für große Stufenbreite.- 7.7 Einfache Lösung für kleine Stufenbreite.- 7.8 Theorie der Repetierstufe.- 7.9 Exaktes zweidimensionales Differenzenverfahren.- 7.10 Verfahren der finiten Raumelemente (Zeitschrittverfahren).- 7.11 Grundlagen einer dreidimensionalen Theorie.- 7.12 Räumliche Strömung durch Radialverdichterräder.- a) Grundgedanke.- b) Berechnung der Grundlösung.- c) Totwasser und Energieschichtung.- d) Vergleich mit Messungen, Ergänzendes.- 7.13 Ausgleichvorgang nach einem Radialverdichterrad.- 7.14 Einfluß der Randeffekte.- Literatur.- 8. Berechnungsunterlagen.- 8.1 Allgemeines.- 8.2 Versuche an ruhenden Modellen.- 8.3 Versuche mit Versuchsmaschinen.- 8.4 Unterlagen über Turbinen.- a) Gittergeometrie.- b) Radwirkungsgrade.- c) Spaltverluste, Radreibung, Teilbeaufschlagung.- d) Zentripetalturbinen.- e) Verhalten unter geänderten Betriebsbedingungen.- f) Gekühlte Schaufelungen.- 8.5 Unterlagen über Axialverdichter.- a) Gittergeometrie.- b) Verluste.- c) Geänderte Betriebsbedingungen, Stabilitätsgrenze.- 8.6 Unterlagen über Radialverdichter.- a) Allgemeines.- b) Laufrad.- c) Diffusor.- d) Zusätzliche Verluste, Ergänzendes.- 8.7 Rauhigkeit der Oberflächen, Zähigkeit der Strömungsmedien.- 8.8 Anhang.- Literatur.- 9. Auslegung von Turbomaschinen.- 9.1 Allgemeines.- 9.2 Charakteristik der Turbinenstufe.- 9.3 Untersuchung über den Leitradquerschnitt.- 9.4 Auslegung der mehrstufigen Turbinenschaufelung.- 9.5 Typen von Turbinenstufen.- 9.6 Auslegung gekühlter Turbinenschaufelungen.- 9.7 Entropieänderungen in gekühlten Schaufelungen.- 9.8 Durchrechnung der gekühlten Turbinenstufe.- 9.9 Entspannung ins Naßdampfgebiet, Feuchtigkeitsverluste.- 9.10 Unterlagen über Verluste inNaßdampfturbinen.- 9.11 Erosion und Wasserabseheidung.- 9.12 Charakteristik der Axialverdichterstufe.- 9.13 Auslegung des mchrstufigen Axialverdichters.- 9.14 Einlauf und Diffusor der Axialmaschinen.- 9.15 Berechnung der Radialverdichterstufe.- 9.16 Charakteristik der Radialverdichterstufe.- 9.17 Auslegung mehrstufiger Radialverdichter mit Hilfe von Stufencharakteristiken.- 9.18 Theorie des Spiralgehäuses.- Literatur.- 10. Wellendichtungen nnd Schubansgleich.- 10.1 Spiele an Dichtungen und Schaufelungen.- 10.2 Gestaltung der Labyrinthdichtungen.- 10.3 Theoretische Berechnung des Durchflusses durch Labyrinthdichtungen.- 10.4 Theoretisch-empirische Berechnung des Durchflusses durch Labyrinthdichtungen.- 10.5 Schaltung von Labyrinthdichtungen.- 10.6 Axialschub, Bemessung der Ausgleichkolben.- 10.7 Der Axialschub bei der Gleichdruckbauart.- Literatur.- Namen- und Sachverzeichnis.