next up previous contents index
Next: Zusätzliche Verluste Up: 4 Verlustrechnung Previous: Ermittlung des Verlustes im

4.3 Reibungsverlust im schaufellosen Ringraum

 

Der in einem schaufellosen Ringraum entstehende Verlust kann nach den in [Tra88], S. 453-454 angegebenen Unterlagen ermittelt werden. Der Ansatz ist hierbei der gleiche wie bei der Verlustermittlung des Laufrades (Summation aller Verluste an den einzelnen differentiellen Flächenelementen).

Ausgehend von einem ideellen ausgeglichenen Eintrittszustand des Mediums (konstante Werte für Druck, Dichte, Geschwindigkeit sowie Geschwindigkeitsrichtung über den gesamten Eintrittsquerschnitt) kann unter Verwendung der Kontinuitätsgleichung, des Drallsatzes, der Hauptgleichung der Thermodynamik sowie dem Zustandsgesetz des idealen Dampfes, beginnend am Eintrittsradius, der Zustand bei einem um ein sehr kleines Intervall vergrößerten Radius ermittelt werden. Diese Rechnung wird so lange wiederholt, bis man den gewünschten Druck (für den schaufellosen Ringraum) erhält (es sind jedoch nicht beliebig hohe Drucksteigerungen möglich) bzw. bis zu dem gewünschten Radius (tex2html_wrap_inline5881, Beginn der Leitradschaufeln).

Es werden die folgenden dimensionslosen Größen eingeführt:


 equation2897

wobei der Index 0 den Eintrittszustand kennzeichnet. Nach Überführung der Differentialbeziehungen der oben genannten Gesetze in Differenzengleichungen erhält man mit den Größen in Gleichung (4.21) die folgenden Beziehungen:


 equation2922


 equation2930


 equation2938


 equation2946

Ersetzt man in Gleichung (4.25) tex2html_wrap_inline6789 durch den rechten Teil der Gleichung (4.22), und subtrahiert dann die erhaltene Gleichung und Gleichung (4.24), so erhält man:


 equation2954

Auflösen nach tex2html_wrap_inline6791:


 equation2969

Für ein gewähltes Intervall tex2html_wrap_inline6793 liefert Gl. (4.23) tex2html_wrap_inline6795, (4.27) tex2html_wrap_inline6791, (4.22) tex2html_wrap_inline6789 und (4.24) oder (4.25) tex2html_wrap_inline6801. Für das nächste Radienintervall ersetzt man R durch tex2html_wrap_inline6805, tex2html_wrap_inline6807 durch tex2html_wrap_inline6809, tex2html_wrap_inline6811 durch tex2html_wrap_inline6813, tex2html_wrap_inline5325 durch tex2html_wrap_inline6817 und tex2html_wrap_inline6017 durch tex2html_wrap_inline6821.

Für den Reibungskoeffizienten tex2html_wrap_inline6009 (aus Abbildung 4.2) wird die Reynoldszahl benötigt tex2html_wrap_inline6825, mit tex2html_wrap_inline6827 für Luft aus Abbildung 4.3, und die relative mittlere Rauigkeit tex2html_wrap_inline6829; Dissipationskoeffizient tex2html_wrap_inline6831.

Bedingt durch die nicht unendlich kleinen Intervalle (und durch Rundungen des Rechners) werden der Kontinuitätssatz und der Energierhaltungssatz nicht genau eingehalten. Von den berechneten vier Werten am Austritt, tex2html_wrap_inline6807, tex2html_wrap_inline6811, tex2html_wrap_inline5325 und tex2html_wrap_inline6017, reichen jedoch beliebige zwei Werte, um den Zustand genau festzulegen. Mit den gewählten zwei Werten können die beiden anderen so bestimmt werden, daß die beiden genannten Gesetze nicht verletzt werden.


next up previous contents index
Next: Zusätzliche Verluste Up: 4 Verlustrechnung Previous: Ermittlung des Verlustes im