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MTP (Fach) / Kaplan (Lektion)

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• Kaplan: Nennen Sie die drei wichtigsten Arten von Wasserturbinen und beschreiben Sie kurz die grundsegenden konstruktiven Unterschiede Kaplanturbine: Überdruckturbine, radiale Anströmung der Leitschaufeln (Verstellbar) -> Umlenkung in axiale Richtung -> Durchströmung der Laufradschaufeln (auch verstellbar), für schwankende Fallhöhen/Volumenströme z.B. Flusskraftwerk Francisturbine: Überdruckturbine, Anströmung der Leitschaufeln (verstellbar) radial, Umlenkung in der Turbine -> axiale Abführung, feste Laufschaufeln, mittlere Fallhöhen z.B. Laufwasserkraftwerk Peltonturbine: für hohe Fallhöhen 50-1750m, 1-3 Düsen strahlen becherartige Schaufeln an, dort wird das Wasser von Schneide in zwei Hälften aufgeteilt und um 180° umgelenkt, Gleichdruckturbine, z.B. Pumpspeicherkraftwerke
• Was versteht man unter Gleichdruck- und Überdruckturbinen? Gleichdruck: z.B. Peltonturbine oder Durchströmturbine, der Druck am Laufradeintritt ist genauso groß wie beim Laufradaustritt Überdruckturbine: z.B. Kaplan oder Pelton, der Druck am Laufradeintritt ist höher als beim Laufradaustritt
• Welches Merkmal zeichnet Kaplanturbinen von anderen Wasserturbinen aus? Bei der Kaplanturbine sind sowohl Laufradschaufeln als auch Leitschaufeln verstellbar -> Besserer Wirkungsgrad im Teillastgebiet
• Wie heißt die Geschwindigkeiten im Geschwindigkeitsdreieck? Absolute Geschwindigkeit c; Releativgeschwindigkeit w; Umfangsgeschwindigkeit u
• Skizzieren Sie die Drallströmung in einem Rohr. Spiralförming entlang des Rohrs
• Wie hängen Strömungsgeschwindigkeit und Druck in einem Diffusor zusammen? Diffusor: Geschwindigkeit wird in Druck umgewandelt -> Je langsamer die Geschwindigkeit desto höher der Druck
• Warum baut man an das Ende einer Turbine ein konisches Saugrohr? Durch das Saugrohr entsteht Unterdruck hinter der Turbine -> erhöht den Wirkungsgrad der Anlage
• Erklären Sie den Begriff der Relativgeschwindigkeit! Die Relativgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit des Wassers relativ zur Laufradschaufel (w). Zerlegung von Absolutgeschwindigkeit (C) des Wassers in Relativgeschwindigkeit w und Umfangsgeschwindigkeit U
• Wie lautet die Eulersche Turbomaschinen Hauptgleichung? Y(th,unendlich) = +-(u2*cu2-u1*cu1) = +-u*(cu2-cu1)
• Skiuzzieren Sie die Geschwindigkeitsdreiecke an einem axialen Turbinenlaufrad und bezeichnen Sie die Winkel! Absolutgeschwindigkeit c, Umfangsgeschwindigkeit u, Relativgeschwindigkeit w Winkel: zwischen u und c: alpha1 = Absolutwinkel alpha Winkel: zwischen w und u: betta1 = Relativwinkel betta
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• Welche hauptsächlichen Verluste treten an der Turbine auf? Mechanische Verluste: Reibung von Dichtungen und Lagern Strömungsverluste: sogenannte Gitterverluste innerhalb der Beschaufelung, z.B. an Vorder- und Hinterkanten, an Schaufeloberfläche durch Umlenkung Stoßverluste: Verluste durch Fehlanströmung an Schaufelvorderkanten unter Teillast Strömungsverluste: Reibung an Außenwand Verluste durch Spaltrückströmung

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