KMA (Subject) / Skript 2 & 3 - Grundlagen, Verdichter, Dampf- und Gasturbinen, Wandler (Lesson)

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• Skript 3: Die nachstehenden Prinzipskizzen zeigen eine Hydraulikpumpe mit rotierendem Verdränger. (Abb. Skript 3 Seite 4) 3.3 Welche Pumpenbauart einer Hydraulikpumpe mit rotierendem Verdränger würden Sie wählen, wenn eine wenig pulsierende Strömung und geringe Laufgeräusche gefordert sind? 3.3 Pumpenbauart für eine wenig pulsierende Strömung und geringe Laufgeräusche: Zahnradpumpe mit Innenverzahnung oder Flügelzellenpumpe.
• Skript 3: Zu den Verdichtern mit rotierendem Verdränger gehören die Drehkolbengebläse (ROOTS-Gebläse). 3.1 Erläutern Sie ausführlich das Prinzip bzw. die Wirkungsweise eines Drehkolbengebläses. 3.1 Prinzip bzw. die Wirkungsweise eines Drehkolbengebläses: Zwei symmetrische Drehkolben sind über Zahnräder miteinander verbunden und drehen gegenläufig. Dabei wird Gas aus der Saugleitung in Kammern eingeschlossen (2). Während der Förderung in Richtung Druckseite verändern die Kammern ihr Volumen nicht. Damit bleibt der Druck (in der Kammer) gleich dem Ansaugdruck (2). Erreicht der Drehkolben die Kante des Druckstutzens und öffnet sich dabei die Kammer zur Druckseite, wird das eingeschlossene Gas verdichtet (2).
• Skript 3: Zu den Verdichtern mit rotierendem Verdränger gehören die Drehkolbengebläse (ROOTS-Gebläse). 3.2 Durch welche Größe wird der Volumenstrom eines Drehkolbengebläses geregelt? 3.2 Größe zur Regelung des Volumenstroms eines Drehkolbengebläses: Der Volumenstrom eines Drehkolbengebläses wird durch die Drehzahl geregelt.
• Skript 3: Zu den Verdichtern mit rotierendem Verdränger gehören die Drehkolbengebläse (ROOTS-Gebläse). 3.3 Welchen Vorteil besitzen Drehkolbengebläse bezüglich der Qualität der verdichteten Gase gegenüber Schraubenverdichtern mit Innenkühlung? 3.3 Vorteil von Drehkolbengebläsen in Bezug auf die Qualität der verdichteten Gase: Die verdichteten Gase sind ölfrei.
• Skript 3: Schraubenverdichter gehören zur Gruppe der Verdichter mit rotierendem Verdränger. 3.2 Durch Innenkühlung lassen sich beim Schraubenverdichter deutlich höhere Druckverhältnisse verwirklichen. Beschreiben Sie, wie die Innenkühlung bei einem Schraubenverdichter erfolgt. 3.2 Vorgang der Innenkühlung: Zur Innenkühlung wird während der Verdichtungsphase Öl eingespritzt, das die entstehende Wäreme abführt.
• Skript 3: Schraubenverdichter gehören zur Gruppe der Verdichter mit rotierendem Verdränger. 3.3 Nennen Sie die zwei grundsätzlichen Möglichkeiten zur Regelung des Volumenstroms eines Schraubenverdichters. 3.3 Grundsätzliche Möglichkeiten zur Regelung des Volumenstroms: Drehzahländerung, Legen eines (inneren oder äußeren) Bypasses.
• Skript 3: Die nachstehende Prinzipskizze zeigt eine Hydraulikpumpe mit rotierendem Verdränger. (Abb Skript 3 Seite 7). 3.1 Geben Sie an, um welche spezielle Pumpe es sich in der Abbildung handelt. 3.1 Dargestellte Hydraulikpumpe mit rotierendem Verdränger: Flügelzellenpumpe (doppelexzentrisch)
• Skript 3: Die nachstehende Prinzipskizze zeigt eine Hydraulikpumpe mit rotierendem Verdränger. (Abb Skript 3 Seite 7). 3.2 Beschreiben Sie kurz das Funktionsprinzip der abgebildeten Pumpe. 3.2 Funktionsprinzip der abgebildeten Pumpe: Auf der Antrieswelle (1) sitzt ein Rotor (2), der mit Schlitzen versehen ist. Ind diesem befinden sich Flügel (4), die bei Drehung der Welle durch die Fliehkraft nach außen an die Innenflächen des Stators (3) gedrückt werden. Der Stator weist zwei gegenüberliegende Ausbuchtungen auf. So entstehen sichelförmige Räume und von den Flügeln begrenzte Kammern, die sich in Drehrichtung vergrößern (Ansaugen) und verkleinern (Ausschieben). Hinweis: Das die Schlitze Bohrungen besitzen, muss nicht genannt werden.
• Skript 3: Die nachstehende Prinzipskizze zeigt eine Hydraulikpumpe mit rotierendem Verdränger. (Abb Skript 3 Seite 7). 3.3 Nennen Sie mindestens einen Vorteil, der die dargestellte Pumpe auszeichnet. 3.3 Vorteile der dargestellten Pumpe: geringe Strömungspulsation geringe Laufgeräusche
• Skript 3: Zu den Hydraulikpumpen mit rotierendem Verdränger gehören Zahnradpumpen mit Innen- und mit Außenverzahnung. 3.2 Welche Vorteile besitzen Zahnradpumpen mit Innenverzahnung im Vergleich zu Zahnradpumpen mit Außenverzahnung? 3.2 Vorteile von Pumpen mit Innenverzahnung im Vergleich mit Außenverzahnung: Verglichen mit außenverzahnten Zahnradpumpen sind hier die Eingriffsverhältnisse günstiger. Die Strömung pulsiert weniger. Damit verringern sich auch die Laufgeräusche.
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• Skript 3: Zu den Hydraulikpumpen mit rotierendem Verdränger gehören Zahnradpumpen mit Innen- und mit Außenverzahnung. 3.3 Neben Hydraulikpumpen mit rotierendem Verdränger existiert eine weitere, grundsätzlich unterschiedliche Bauart von Hydraulikpumpen. Um welche Bauart handelt es sich? 3.3 Weitere grundsätzliche Bauart von Hydraulikpumpen: Hydraulikpumpen mit oszillierenden Verdrängern (Kolben).
• Skript 3: Zu den Verdichtern mit rotierendem Verdränger gehören Schraubenverdichter und Drehkolbengebläse (ROOTS-Gebläse). 3a) Vergleichen Sie Schraubenverdichter und Drehkolbengebläse in Bezug auf die Höhe des Druckverhältnisses und begründen Sie den Unterschied. 3a) Vergleich der Druckverhältnisse bei Schraubenverdichter und Drehkolbengebläse: Der Schraubenverdichter hat ein deutlich höheres Druckverhältnis als das Drehkolbengebläse. Die Druckzunahme im Drehkolbengebläse erfolgt durch Rückströmen einer Teilmenge des bereits verdichteten Gases. Dieser Vorgang ist mit Verlusten verbunden, die umso größer sind, je größer die Druckdifferenz ist.
• Skript 3: Zu den Verdichtern mit rotierendem Verdränger gehören Schraubenverdichter und Drehkolbengebläse (ROOTS-Gebläse). 3b) Mit welchen Maßnahmen kann der Volumenstrom eines Schraubenverdichters geregelt werden? 3b) Maßnahmen zur Regelung des Volumenstroms eines Schraubenverdichters: Der Volumenstrom eines Schraubenverdichters kann durch Drehzahländerung sowie inneren oder äußeren Bypass geregelt werden.
• Skript 3: Zu den Verdichtern mit rotierendem Verdränger gehören Schraubenverdichter und Drehkolbengebläse (ROOTS-Gebläse). 3c) Welchen Vorteil besitzen Drehkolbengebläse bezüglich der Qualität der verdichteten Gase gegenüber Schraubenverdichtern mit Innenkühlung? 3c) Vorteil von Drehkolbengebläse in Bezug auf die Qualität der verdichteten Gase: Die verdichteten Gase sind ölfrei.
• Skript 3: nebenstehende Abbildung zeigt den Ausschnitt eines Verdichters (Abb Skript 3 Seite 9) 3a) Um welchen speziellen Verdichter handelt es sich hierbei? 3a) Schraubenverdichter
• Skript 3: nebenstehende Abbildung zeigt den Ausschnitt eines Verdichters (Abb Skript 3 Seite 9) 3b) Wie ist die Zuverlässigkeit und die Leistung dieses Verdichters einzuschätzen? Bewerten Sie diese mit hoch bzw. niedrig. 3b)  hohe Zuverlässigkeit hohe Leistung
• Skript 3: nebenstehende Abbildung zeigt den Ausschnitt eines Verdichters (Abb Skript 3 Seite 9) 3c) Mit welchen Maßnahmen kann der Volumenstrom eines solchen Verdichters geregelt werden? 3c) Drehzahländerung Rückführung überschüssiger Gasmenge über einen Kühler zur Saugseite (Legen eines Bybasses).
• Klausur 05/15: Die folgende Abbildung zeigt den CARNOT-Kreisprozess im p-V-Diagramm. Beim CARNOT-Kreisprozess handelt es sich um den thermodynamisch optimalen, d.h., um den energetisch effizientesten aller Kreis- prozesse. (Abb Klausur 05/15 - Seite 2/4) 2.2 Die Energiebilanz von Kreisprozessen ergibt eine Differenz, die als Kreispro- zessarbeit Wk bezeichnet wird. Aus der Summe welcher verschiedener Arbeiten ergibt sich die Kreisprozessarbeit? 2.2  Kreisprozessarbeit: Die Kreisprozessarbeit Wk ergibt sich aus der Summe aller zu- und abgeführten Volumen- änderungsarbeiten (bzw. technischen Arbeiten) sowie der Dissipationsarbeiten. 
• Klausur 05/15: Die nachfolgende Prinzipskizze zeigt eine doppelexzentrische Flügelzellenpumpe. (Abb. Klausur 05/15 - Seite 3/4) 3.2 Warum sind die Schlitze, in denen die Flügel eine oszillierende Bewegung ausführen, über 2 Bohrungen mit dem Zwischenraum Rotor / Stator verbunden? 3.2  Grund für die Bohrungen in den Schlitzen: Ohne die Bohrungen würde das in den Schlitzen eingeschlossene Fluid die Bewegung der Flügel behindern. 
• Klausur 05/15: Die nachfolgende Prinzipskizze zeigt eine doppelexzentrische Flügelzellenpumpe. (Abb. Klausur 05/15 - Seite 3/4) 3.3 Neben der dargestellten Flügelzellenpumpe existieren auch verstellbare Flügelzellenpumpen. 2 Über welchen Vorteil, bzw. über welche grundsätzliche Eignung, verfügen solche Pumpen bezüglich der Regelung. 3.3  Eignung von verstellbaren Flügelzellenpumpen bezüglich der Regelung: Verstellbare Flügelzellenpumpen eignen sich für eine drehzahlunabhängige Regelung. 
• Klausur 05/15: Die nachfolgende Prinzipskizze zeigt eine doppelexzentrische Flügelzellenpumpe. (Abb. Klausur 05/15 - Seite 3/4) 
  3.1 Beschreiben Sie das Funktionsprinzip der abgebildeten Flügelzellenpumpe. 3.1  Funktionsprinzip der abgebildeten Flügelzellenpumpe: Auf der Antriebswelle (1) sitzt ein Rotor (2), der mit Schlitzen versehen ist. In diesem befinden sich Flügel (4), die bei Drehung der Welle durch die Fliehkraft nach außen an die Innenflächen des Stators (3) gedrückt werden. Der Stator weist zwei gegenüberliegende Ausbuchtungen auf. So entstehen sichelförmige Räume und von den Flügeln begrenzte Kammern, die sich in Drehrichtung vergrößern (Ansaugen) und verkleinern (Ausschieben). 
• Klausur 11/14: Gasturbinen arbeiten nach dem JOULE-Prozess. Die Maschinenanordnung des offenen Gasturbinenpro- zesses nach JOULE zeigt die nachfolgende Abbildung in der Einwellenanordnung. (Abb. Seite 2/3). 2.3 Welche jeweilige Aufgabe besitzen bei einer Zweiwellenanordnung die beiden Turbinen? 2.3 Aufgaben der Turbinen bei einer Zweiwellenanordnung: Die eine Turbine hat die Aufgabe die Verdichterleistung abzudecken (2), die zweite treibt die Arbeitsmaschine an (2). 
• Klausur 11/14: Zu den Verdichtern mit rotierendem Verdränger gehören die Drehkolbengebläse (ROOTS-Gebläse). 3.3 Warum eignen sich Drehkolben-Gaszähler auch zur Messung bei kleinen Druckdifferenzen? 3.3  Eignung von Drehkolben-Gaszählern bei kleinen Druckdifferenzen: Wegen der allseitigen Berührungsfreiheit der Drehkolben genügen sehr kleine Druckdiffe- renzen, um die Rotation und damit die Messung einzuleiten. 

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