Parameter

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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).

Dabei kommen spezielle Eingabefelder zur Anwendung.

 

MD_Parameters_Comp

 

 

Im Bereich Parameters können jeweils alternative Größen für die Berechnung der Hauptabmessungen festgelegt werden:

 

für d2-Berechnung

Druckzahl ψ

dimensionsloser Ausdruck für die spezifische Förderarbeit

groß kleines d2, flache Kennlinie
klein großes d2, steile Kennlinie

(Totale) Lieferzahl φt

dimensionsloser Ausdruck für den Förderstrom

0.01  schmales Radialrad, unverwundene Schaufeln

0.15  Diagonalrad, verwundene Schaufeln

Durchmesserzahl δ

entsprechend Cordier-Diagramm (siehe Hauptabmessungen)

Umfangs-Mach-Zahl Mau

dimensionsloser Ausdruck für die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades in Bezug auf die Ruhe-Schallgeschwindigkeit im Saugzustand

Umfangsgeschwindigkeit u2

Grenzwerte aus Festigkeitsgründen in Abhängigkeit vom Werkstoff

Laufraddurchmesser d2

 

für b2-Berechnung

Austrittsbreiten­verhältnis b2/d2

0.01...0.15 (mit nq steigend)

Meridionale Lieferzahl φm

dimensionsloser Ausdruck für den Förderstrom

0.10...0.50 (mit nq steigend)

 

für d1-Berechnung (optional)

Durchmesserverhältnis d1/d2

d1/d2=0.3...0.8

Relativverzögerung w2/w1

w2/w1>0.7  bzw.  f(b2/d2)

 

für b1-Berechnung (optional)

Meridianverzögerung cm2/cm1

cm2/cm1 = 0.8...1.25

 

für dS-Berechnung

Meridianverzögerung        cm1/cmS

bzw.        cm2/cmS

cm1/cmS = 0.9...1.1

cm2/cmS = 0.7...1.3

Relativer Zuströmwinkel βS

Relative Zuström-Machzahl MwS dS↑ (großer Durchmesser)

Relative Zuström-Machzahl MwS

dS↓ (kleiner Durchmesser)

 

Die relative Zuström-Machzahl kann nur in gewissen Grenzen realisiert werden. Die untere Grenze liegt bei einem bestimmten Saugmunddurchmesser. Erhöht man diesen Grenzsaugmunddurchmesser, zieht das eine Vergrößerung der Umfangsgeschwindigkeit uS bei einer gleichzeitigen Vergrößerung von TS nach sich; die relative Zuström-Machzahl steigt, weil die relative Geschwindigkeit wS in stärkerem Maße steigt als TS. Verringert man den Grenzsaugmunddurchmesser, so steigt die meridionale Geschwindigkeit cm, während TS sinkt. Auch das führt zu einem Anstieg der relative Zuström-Machzahl. Oberhalb der genannten Grenze sind zwei Saugmunddurchmesser möglich, die zu einer gleichen relativen Zuström-Machzahlen führen.

In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu wissen, dass die Dichte von der Geschwindigkeit und damit von den geometrischen Abmessungen abhängt.

 

 

Im Bereich Efficiency werden die einzelnen Wirkungsgrade vorgegeben. Dabei ist zwischen den für die Auslegung relevanten und rein informativen Wirkungsgraden zu unterscheiden:

Design relevant

Strömungs-Wirkungsgrad ηtt (total-total)
volumetrischer Wirkungsgrad ηv

Information only

mechanischer Wirkungsgrad ηm
Motorwirkungsgrad ηmot

 

Bei der Dimensionierung des Laufrades wird außerdem der Gehäusewirkungsgrad ηc (siehe Global setup) benutzt, um die zusätzlichen Verluste bei der Durchströmung des Gehäuses zu kompensieren.

 

Diejenigen Verluste, die zu einer Erwärmung des Förderfluids im Laufrad führen, bilden den Laufrad-Wirkungsgrad (impeller efficiency)

 

Laufrad-, Gehäuse- 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:

efficiency_Comp

 

 

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 Laufradwirkungsgrad ηtt 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 Laufradwirkungsgrad ist das Verhältnis der tatsächlichen Laufradarbeit zur Laufradarbeit bei verlustloser Energieumsetzung:

 

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 mechanische Wirkungsgrad umfasst im wesentlichen die Reibleis­tungen in den Lagern und Dichtungen:

(mit der Baugröße ansteigend)

 

Für die Dimensionierung des Laufrades sind der Laufradwirkungsgrad und der volumetrische Wirkungsgrad wegen ihres Einflusses auf bzw. maßgebend. Der mechanische Wirkungsgrad be­einflusst nur die erforderliche Antriebsleistung der Maschine.

 

 

Im rechten Bereich des Registers Parameter sind einige Berechnungsgrößen zur Information dar­gestellt:

Erforderliche Antriebsleistung

Leistungsverlust

Laufrad-Wirkungsgrad

Stufenwirkungsgrad

Stufenwirkungsgrad inkl. Motor

Wirkungsgrad total-to-static

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