Vorlesung Übung Turbomaschinen Teil 2 Konstuktion und Mechanik

Lernziele: Teil I Kenntnisse über das Arbeitsprinzip, die verschiedenen Einsatzbereiche und den prinzipiellen Aufbau. Kompetenzen zur Auswahl und einfachen Auslegung von Turbomaschinen auf der Basis der Massen-, Impuls- und Energiebilanzierung. Kenntnisse über das Betriebsverhalten und Kompetenzen, um den Einsatz von Strömungsmaschinen in der Praxis zu planen. Teil II Kenntnisse über die mechanische Belastung der Beschaufelung durch die statischen und dynamischen Fluidkräfte, die Fliehkräfte und die thermische Belastung bei kompressiblen Fluiden in Verbindung mit Maßnahmen zur Kühlung. Wissen über konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten der Lauf- und Leitradbeschaufelungen sowie deren Befestigung im Rotor bzw. im Gehäuse. Kompetenzen zur Auslegung der Bauteile und zur Beurteilung der Belastung unter Berücksichtigung des Schwingungsverhaltens. Inhalte: Teil I Anwendungen: Windturbine bis Flugtriebwerk 1D-Theorie Geschwindigkeitsdreiecke Kennzahlen inkompressibles/kompressibles Medium Kräfte, Drehmomente, Leistungen Aerothermodynamische Auslegung und Kreisprozessberechnung Betriebsverhalten Axial/radial Stabilität Kavatition Sperren Teil II Ausgehend von einer Übersicht der verschiedenen konstruktiven Aspekte wird zunächst näher auf die Beschaufelung eingegangen. Neben den Strömungskräften werden die unterschiedlichen mechanischen Belastungen der Schaufeln besprochen und Gesichtspunkte der konstruktiven Gestaltung vorgestellt. Ergänzend werden die thermischen Belastungen und die zugehörigen pysikalischen Vorgänge erläutert. In einem weiteren Punkt werden die für moderne Gasturbinen- beschaufelungen wichtigen Kühlungsverfahren vorgestellt. Der Rotor der Träger der Laufradbeschaufelung und Drehmomentenüberträger bildet den zweiten Schwerpunkt. Neben den verschiedenen Bauformen wird die mechanische Belastung besprochen. Dies beinhaltet auch die Berechnung der Festigkeit und Dynamik soweit dies mit analytischen Ansätzen möglich ist Lawerenz, Martin: Skript zur Vorlesung Bohl, Willi: Strömungsmaschinen 1. Aufbau und Wirkungsweise, Vogel, 2004 Bohl, Willi: Strömungsmaschinen 2. Berechnung und Konstruktion, Vogel, 1995 Dixon, S.L.: Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery, Elsevier, 2005 Turton, R.K.: Principles of Turbomachinery, Chapman & Hall, 1995 BemerkungDie Inhalte der Vorlesung können im Praktikum Turbomaschinen vertieft werden LeistungsnachweisTeil I und Teil II können in getrennten Prüfungen abgeschlossen werden Klausur bzw. Fachgespräch FB 15 Maschinenbau Uni Kassel WS 2007/2008 Maschinenbau Professor Lawerenz Martin Professor Ing