Freistrahlturbinen - Hydromechanik und Auslegung

Dieses Fachbuch beinhaltet die wesentlichen Erkenntnisse der Hydromechanik von Freistrahlturbinen aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht. Basierend auf theoretischen Grundlagen und im Sinne eines Nachschlagewerks werden die Strömungsprozesse und alle relevanten hydromechanischen Aspekte von Freistrahlturbinen möglichst vollständig und systematisch beschrieben. Sämtliche Verluste inklusive der hydraulischen Reibungseffekte werden behandelt und quantifiziert. Das Buch unterstützt somit die gezielte Weiterentwicklung von Freistrahlturbinen sowie deren hydraulische Optimierung und mechanische Dimensionierung. Es richtet sich an Entwicklungs- und Design-Ingenieure, an Turbinenhersteller, Kraftwerksbetreiber und Interessierte aus dem Bereich der Lehre und Forschung im Fachbereich "Strömungsmaschinen". Die zahlreichen angeführten Gesetzmäßigkeiten können zur Vereinfachung von numerischen Methoden in der Strömungssimulation (CFD) oder zur Entwicklung neuer Rechenmethoden verwendet werden. Ausgeführte Beispiele ergänzen einzelne Kapitel des Buches und tragen zum besseren Verständnis bei.

Arbeitsprinzip von Pelton-Turbinen.- Injektor.- Wasserstrahl.- Interaktion zwischen Wasserstrahl und Pelton-Rad.- Strömungsmechanik in der rotierenden Schaufel.- Wasserausbreitung in der Schaufel.- Austrittsbedingungen.- Austrittsverluste.- Reibungseffekte und FFT-Theorem.- Reibungsbehaftete Querströmung durch die Schaufel.- Reibungsbehaftete Längsströmung durch die Schaufel.- Ventilations- und Radreibungsverluste.- Leistungsverlust durch Lagerreibungen.- Hydraulischer und mechanischer Wirkungsgrad.- Reale hydraulische Wirkungsgradkennlinien.- Durchgangsdrehzahl und Beschleunigungsverlauf.- Hydraulische Auslegung von Pelton-Turbinen.- Mehrdüsige Pelton-Turbinen.- Geometrische und hydraulische Ähnlichkeiten.- Modellversuch und Wirkungsgradaufwertung.- Schaufelfestigkeit und Ähnlichkeitsgesetze.