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KMA (Fach) / Skript 1 - Grundlagen, Kennzahlen, Pumpen, Wasserturbinen (Lektion)

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• In Abhängigkeit von der Laufradform lassen sich Radial- und Axialpumpen unterscheiden. 1.1 Analysieren Sie anhand des nebenstehenden Kenliniendiagramms die Drosselregelung einer Radikalpumpe. Gehen Sie dabei auch auf den Betriebspunkt B, den Volumenstrom V und die tendenzielle Leistungsaufnahme ein. (Bild Seite 1) 1.1 Drosselregelung einer Radialpumpe: Durch die Drosselung wird der Strömungswiderstand erhöht. Die Rohrleitungskennlinie wird steiler, der Betriebspunkt B rutscht nach links zu kleineren Werten V. Dabei sinkt tendenziell auch die Leistungsaufnahme.
• In Abhängigkeit von der Laufradform lassen sich Radial- und Axialpumpen unterscheiden. 1.2 Erläutern Sie kurz, in welcher Leitung (Saug- oder Druckleitung) die Drosselung vorzunehmen ist. 1.2 Leitung (Saug- oder Druckleitung für die Drosselung: Wegen der Kavitationsgefahr in der Saugleitung ist die Drosselung in der Druckleitung vorzunehmen.
• In Abhängigkeit von der Laufradform lassen sich Radial- und Axialpumpen unterscheiden. 1.3 Werden Axialräder als (spezifischen) Langsam- oder (spezifische) Schneeräumer bezeichnet und worauf bezieht sich die Bezeichnung? 1.3 Bezeichnung von Axialrädern und worauf sich die Bezeichnung bezieht: Axialräder werden als (spezifische) Schnelläufer bezeichnet. Die Bezeichnung bezieht sich auf die hohe spezifische Drehzahl.
• In Abhängigkeit von der Laufradform lassen sich Radial- und Axialpumpen unterscheiden. 1.4 Sie stehen vor der Aufgabe, ein Fluid bei kleinem Volumenstrom auf eine große Förderhöhe zu pumpen. Ist bei vergleichbaren Bedingungen hierfür ein Radial- oder ein Axialrad zu wählen? Begründen Sie Ihre Antwort 1.4 Laufradform bei kleinem Volumenstrom und großer Förderhöhe:  Da nur die Fliehkraftwirkung einer radialen Strömung die notwendig große Energieumsetzung ermöglicht, ist ein Radialrad zu wählen.
• Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen können u.a. in stationär und einstationär sowie laminar und turbulent eingeteilt werden. 1.1 Geben Sie den Unterschied zwischen einer stationären und einer instationären Strömung an. 1.1 Unterschied zwischen einer stationären und einer instationären Strömung: Bei stationären Strömungen bleibt die Geschwindigkeit der Strömungsteilchen gleich (1) Instationäre Strömungen sind zeitlich veränderling (1)
• Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen können u.a. in stationär und einstationär sowie laminar und turbulent eingeteilt werden. 1.2 Wie wird die dimensionslose Kennzahl genannt, bei deren kritischen Wert von 2320 eine laminier in eine turbulente Rohrströmung umschlägt? 1.2 Kennzahl bezüglich laminarer oder turbulenter Rohrströmung: Die Kennzahl, bei derem kritischen Wert eine laminare in eine turbulente Rohrströmung umschlägt, wird REYNOLDS-Zahl genannt.
• Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen können u.a. in stationär und einstationär sowie laminar und turbulent eingeteilt werden. 1.3 Die nebenstehende Abbildung zeigt einen Diffusor mit dem typischen Erscheinungsbild einer verzögerten Strömung. Erläutern Sie das Zustandekommen der dargestellten Strömung. (Bild seit 3) 1.3 Verzögerte Strömung in einem Diffusor:  In einem Diffusor nimmt der statische Druck in Strömungrichtung zu. In Wandnähe strömende Teilchen verlieren durch Reibung zusätzlich kinetische Energie, was bis zum Stillstand der Teilchen führen kann. Gegen den steigenden Druck ist eine Weiterbewegung nicht möglich und die Teilchen lösen sich unter Wirbelbildung von der Wand.
• Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen können u.a. in stationär und einstationär sowie laminar und turbulent eingeteilt werden. 1.4 Wenn an Energie umsetzenden Bauteilchen ( wie z. B. dem Laufrad einer Kreiselpumpe oder einem Schiffspropeller) der örtliche Druck unter den Dampfdruck der Flüssigkeit sinkt, bilden sich örtlich begrenzt Dampfbläschen. Führen Sie auf, wie der dargestellt Vorgang bezeichnet wird und beschreiben Sie dessen weiteren Verlauf. Gehen Sie dabei auch auf die folgen für das Bauteil ein. 1.4 Vorbang der Kavitation und Folgen für das Bauteil:  Der beschriebene Vorgang wird als Kavitation bezeichne (1). Im weiteren Verlauf kondensieren die Dampfbläschen und es kommt zu einem extremen Wasserschlag (Implosion) (1), der die WErkstoffoberfläche erodiert bzw. zerstört (durch eine poröse, schwammartige Aushölung des Materials) (1).
• Zur Regelung von Radialpumpen für inkompressible Fluide stehen drei grundsätzliche Regelungsarten zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die Drosselung, die Drehzahlenregelung und die Dralländerung. 1.1 Werden Axialpumpen ebenfalls durch Drosslung geregelt? Begründen Sie Ihre Antwort. 1.1 Drosselregelung bei Axialpumpen: Axialpumpen werden nicht drosselgeregelt (1), da bei diesen eine Verringerung des Volumenstroms zu einer Zunahme der von der Pumpe aufgenommenen Leistung führt (2).
• Zur Regelung von Radialpumpen für inkompressible Fluide stehen drei grundsätzliche Regelungsarten zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die Drosselung, die Drehzahlenregelung und die Dralländerung. 1.2 Stellen Sie mit Hilfe der Kennlinie H = F(V) das Prinzip der Drehzahlregelung graphisch in einem Kennliniendiagramm dar. Verwenden Sie dabei die Drehzahlen n0,n1 = 0,9*n0 und n2= 0,8*n0. Beschriften Sie das Kennliniendiagramm und tragen Sie die Betriebspunkte B0 bis B2 ein. 1.2 Darstellung der Drehzahlregelung im Kennliniendiagramm: Bild Seite 6
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• Zur Regelung von Radialpumpen für inkompressible Fluide stehen drei grundsätzliche Regelungsarten zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die Drosselung, die Drehzahlenregelung und die Dralländerung. 1.3 Geben Sie an, durch welche technische Maßnahme die Änderung des Dralls zur Regelung einer Radialpumpe erreicht wird. 1.3 Technische Maßnahme zur Änderung des Dralls:  Der Drall wird durch Verstellung der Leitschaufeln geändert.
• In Strömungsmaschinen wird das Fluid entlang tragflügelartiger Begrenzungen geführt. Diese Begrenzungen werden als Schaufeln bezeichnet. 1.1 Erläutern Sie den grundsätzlichen Unterschied zwischen Laufschaufeln und Leitschaufeln. 1.1 Unterschied zwischen Lauf- und Leitschaufeln: - Laufschaufeln sitzen auf einem Radkörper und rotieren mit der Winkelgeschwindigkeit der Welle - Leitschaufeln sind fest im Maschinengehäuse verankert.
• In Strömungsmaschinen wird das Fluid entlang tragflügelartiger Begrenzungen geführt. Diese Begrenzungen werden als Schaufeln bezeichnet. 1.2 Wodurch erfolgt die Energieumwandlung in einer Strömungsmaschine bzw. wie ist das Wirkungsprinzip einer Strömungsmaschine formuliert? 1.2 Wirkungsprinzip einer Strömungsmaschine: In einer Strömungsmaschine erfolgt die Energieumwandlung durch Dralländerung des Fluids (2). dies wird durch die Umlenkung der Strömung erreicht (2).
• In Strömungsmaschinen wird das Fluid entlang tragflügelartiger Begrenzungen geführt. Diese Begrenzungen werden als Schaufeln bezeichnet. 1.3 Wie wird die Gleichung genannt, die das Wirkungsprinzip einer Strömungsmaschine beschreibt? 1.3 Name der Gleichung, die das Wirkungsprinzip einer Strömungsmaschine beschreibt: EULERsche (Haupt-) Gleichung.
• Das Betriebsverhalten von Pumpen wird in Diagrammen entsprechend der nachfolgenden Skizzen dargestellt. Die Kurven darin werden Pumpenkennlinien genannt. (Bild Seite 11) 1.1 Geben Sie an, wofür Pumpenkennlinien ermittelt bzw. gebraucht werden. 1.1 Gebrauch der Pumpenkennlinien: Die Pumpenkennlinien werden für eine optimale Anpassung der Pumpe an die Anlage gebraucht.
• Das Betriebsverhalten von Pumpen wird in Diagrammen entsprechend der nachfolgenden Skizzen dargestellt. Die Kurven darin werden Pumpenkennlinien genannt. (Bild Seite 11) 1.2 Für die Austragung der Pumpenkennlinien wird die Förderhöhe H und nicht der Druck p verwendet. Erläutern Sie, welcher Vorteil sich daraus ergibt. 1.2 Vorteil durch die Verwendung der Förderhöhe H beim Auftragen der Kennlinien: Für die Auftragung der Kennlinien wird die Höhe H verwendet, da die Diagramme so unabhängig von der Dichte des Fluids sind und deshalb für alle Flussigkeiten mit ähnlicher Viskosität gelten.
• Das Betriebsverhalten von Pumpen wird in Diagrammen entsprechend der nachfolgenden Skizzen dargestellt. Die Kurven darin werden Pumpenkennlinien genannt. (Bild Seite 11) 1.3 Bei welchen unterschiedlichen Bedingungen bzw. Voraussetzungen gelten jeweils die dargestellten Diagramme a) und b)? 1.3 Unterschiedliche Geltung der dargestellten Diagramme: - Die im Diagramm a) eingezeichneten Kennlinien gelten für eine konkrete Pumpe, die mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben wird. - Die im Diagramm b) eingezeichneten Kennlinien gelten für eine Baurehie geometisch ähnlicher Pumpen verschiedener Abmessungen, die mit unterschiedlichen Drehzahlen laufen.
• Sie untersuchen an einer Strömungsmaschine mit Hilfe der Modellgesetze was geschieht, wenn die Maschine mit einer anderen Drehzahl betrieben und geometrisch ähnlich vergrößert bzw. verkleinert wird. 1.1 Welche drei Fragen können Sie mit Hilfe der Modellgesetze beantworten? 1.1 Fragen, die durch die Modellgesetze beantwortet werden: 1. Wie ändert sich der Volumenstrom der Strömungsmaschine? 2. Wie ändert sich der Druck, den die Strömungsmaschine verursacht? 3. Wie ändert sich die Leistung, die bei einer Strömungsmaschine aufgebracht werden muss (Pumpe) oder genutzt werden kann (Turbine)?
• Sie untersuchen an einer Strömungsmaschine mit Hilfe der Modellgesetze was geschieht, wenn die Maschine mit einer anderen Drehzahl betrieben und geometrisch ähnlich vergrößert bzw. verkleinert wird. 1.2 Zum Vergleich der Maschinenvarianten und Auswahl der optimalen Strömungsmaschine verwenden Sie ein spezielles Diagramm. In diesem sind die Durchmesserzahlen δ über die Laufzahlen σ aufgetragen. Wie wird dieses Diagramm genannt und wofür eigene es sich besonders gut? 1.2 Verwendetes Diagramm und dessen besondere Eignung: Es handelt sich um das CORDIER-diagramm (2) Dieses eignet sich besonders gut, um für vorgegebene Daten den Typ einer Maschine und deren Laufradabmessung zu bestimmten (2).
• Die Verkleinerung des Volumenstroms (Drosselung) ist die einfachste Art zur Regelung von Radialpumpen. 1.1 Stellen Sie das Kennliniendiagramm der Drosselregelung einer Radialpumpe auf Tragen Sie dazu in das Diagramm die Pumpenkennlinie HPpe ein und ergänzen Sie das Diagramm durch die Anlagenkennlinien und die Betriebspunkte vor (HAnlage, B) und nach (HAnlage, B1) der Drosselung. Des Weiteren sind die Koordinatenachsen, einschließlich der Einheiten, zu bezeichnen. 1.1 Drosselregelung einer Radialpumpe im Kennliniendiagramm: Bild Seite 16
• Die Verkleinerung des Volumenstroms (Drosselung) ist die einfachste Art zur Regelung von Radialpumpen. 1.2 Begründen Sie kurz, warum Axialpumpen nicht drosselgeregelt werden. 1.2 Begründung, warum Axialpumpen nicht drosselgeregelt werden: Axialpumpen werden nicht drosselgeregelt, da bei diesen eine Verringerung des Volumenstroms zu einer Zunahme der von der Pumpe aufgenommenen Leistung führt.
• Kreiselpumpen für inkompressible Fluide lassen sich u.a. durch die Drehzahl regeln. 1.2 Die Drehzahlregelung kann technisch aufwändig und damit teuer sein. Welcher wesentliche Vorteil der Drehzahlregelung steht dem gegenüber? 1.2 Vorteil der Drehzahlregelung: Die Drehzahlregelung ergibt über einen weiten Regelungsbereich gute Wirkungsgrade.
• Kreiselpumpen für inkompressible Fluide lassen sich u.a. durch die Drehzahl regeln. 1.3 Nennen Sie zwei weitere grundsätzliche Regelungsarten für Kreiselpumpen. 1.3 Weitere grundsätzliche Regelungsarten für Kreiselpumpen: - Drosselung - Verstellen der Leitschaufeln (Dralländerung)
• Die nebenstehende Abbildung (Seite 22) zeigt eine durch Kavitation beschädigte Schiffsschraube. 1.1 Begründen Sie, warum zwar an Bauteilen wie Schiffsschrauben, Pumpenlaufrädern oder Wasserturbinen Kavitation auftritt, aber nicht an Ventilatoren. 1.1 Auftreten von Kavitation: Ventilatoren dienen zur Förderung von Gasen. Kavitation kann aber nur in Flüssigkeiten auftreten, wenn an den entsprechenden Bauteilen der Druck in der Flüssigkeit unter den Dampfdruck sinkt.
• Die nebenstehende Abbildung (Seite 22) zeigt eine durch Kavitation beschädigte Schiffsschraube. 1.2 Nennen Sie mindestens eine Maßnahme, durch die Kavitation im Allgemeinen oder auch speziell an einer Schiffsschraube verhindert werden kann. 1.2 Maßnahmen gegen Kavitation: - Wassertermperatur senken - Zulaufdruck vergrößern - Zulaufhöhe vergrößern - Kleine Umfangsgeschweindigkeiten der Schiffsschraube. - Kurze Schiffsschraubenschaufeln mit großer Fläche
• Thermodynamische Systeme sind von ihrer Umgebung abgegrenzte Stoffmengen oder räumliche Bereiche mit gedachten oder realen Systemgrenzen. 1.1 Charakterisieren Sie die folgenden thermodynamischen Systeme: (1) abgeschlossene Systeme, (2) geschlossene Systeme, (3) offene Systeme, (4) adiabate Systeme. 1.1 Thermodynamische Systeme: (1) Abeschlossene Systeme tauschen mit ihrer Umgebung weder Masse noch Energie aus und sind besonders für theoretische Betrachtungen von Interesse. (2) Geschlossene Systeme tauschen zwar Energie, aber keine Masse mit der Umgebung aus. (3) Offene Systeme tauschen mit ihrer Umgebung sowohl Masse, als auch Energie aus und kommen in der Technik real vor. (4) Adiabate Systeme sind wärmedichte Systeme, d.h. die Systemgrenzen sind thermisch ideal isoliert.
• Thermodynamische Systeme sind von ihrer Umgebung abgegrenzte Stoffmengen oder räumliche Bereiche mit gedachten oder realen Systemgrenzen. 1.2 Führen Sie mindestens drei thermodynamische Zustandsgrößen auf. 1.2 Thermodynamische Zustandsgrößen: Volumen Druck Termperatur Stoffmenge Entropie innere Energie usw
• 1 a) Erläutern Sie den grundsätzlichen Unterschied zwischen Kraft- und Arbeitsmaschinen bzw. was wird unter Kraft- und was unter Arbeitsmaschinen verstanden? 1 a) Unterschied zwischen Kraft- und Arbeitsmaschinen: Kraftmaschinen entziehen einem Arbeitsmedium Energie und setzen diese in mechanische Energie um. Arbeitsmaschinen nutzen mechanische Energie, um die Energie des Arbeitsmediums zu erhöhen.
• 1 b) Welches sind die beiden wichtigsten Arbeitsmedien (Fluide) der Kraft- und Arbeitsmaschinen und worin unterscheiden sich diese im Wesentlichen? 1 b) Arbeitsmedien der Kraft- und Arbeitsmaschinen und deren Unterscheidung: Flüssigkeiten und Gase Flussigkeiten sind im Gegensatz zu Gasen praktisch inkompressibel und besitzen eine etwa tausendfach höhere Dichte als Gase.
• 1 c) Nennen Sie mindestens drei verschiedene Strömungsarten. 1 c) Strömungsarten: inkompressible Strömungen kompressible Strömungen idale (reibungsfreie) Strömungen reale Strömungen (mit Reibung und damit mit Energieverlust) stationäre (geschwindigkeitsgleichbleibende) Strömungen instationäre (zeitlich veränderliche) Strömungen laminare Strömungen turbulente Strömungen
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• SB1: Abschn. 1.3.6 und 3.5; SB3: Abschn. 1.2 1a) Wodruch wird die Saughöhe von Pumpen begrenzt? 1a) Die Saughöhe wird durch den Dampfdruck der Flüssigkeit begrenzt.
• SB1: Abschn. 1.3.6 und 3.5; SB3: Abschn. 1.2 1b) Warum kann der Förderstrom von Kolbenpumpen nicht durch die Drosselung geregelt werden? 1b) Der Förderstrom ist nicht von der Druckdifferenz, sondern nur von der Drehzahl und dem Hubvolumen abhängig.
• SB1: Abschn. 1.3.6 und 3.5; SB3: Abschn. 1.2 1c) Die meisten mehrstufigen Pumpen werden in Gliederbauart ausgeführt. Welche Vorteile hat diese Bauart? Nennen Sie mindestens drei. 1c) Die Gliederbauart zeichnet sich durch eine flexible Anpassung an viele Bedarfsfälle aus und zwar bzgl. der Stufenzahl, der Art der Lagerung, der Lagerschmierung, der Art der Dichtung.
• SB1: Abschn. 3.4 2a) Skizzieren Sie auf beiliegendem Arbeitsblatt die Drosselregelung einer Kreiselpumpe. Tragen Sie dazu in das Diagramm die Pumpenkennlinie ein, und ergänzen Sie das Diagramm durch die Anlagenkennlinie und den Betriebspunkt vor und nach der Drosselung. 2a) Diagramm Seite 33
• SB1: Abschn. 3.4 2b) Begründen Sie kurz, in welcher Leitung (Saug- oder Druckleitung) die Drosselung vorzunehmen ist. 2b) Drosselung in der Druckleitung Begründung: wegen Kavitationsgefahr im Saugbereich des Laufrades.
• Ordnen Sie den abgebildeten Schaufelgittern die folgenden Aussagen durch Ankreuzen im beiliegenden Arbeitsblatt richtig zu: (Seite 37) Aussage / Schaufelgitter Pfeil von oben links nach rechts unten / Pfeil o re nach li u Gitter eines Verdichters Strömung wird verzögert Energieumsetzung hoch Druck nimmt ab Gefahr der Strömungsablösung gering Erforderliche Stufenzahl hoch Aussage / Schaufelgitter          Pfeil von oben links nach rechts unten / Pfeil o re nach li uGitter eines Verdichters                                                                                      xStrömung wird verzögert                                                                                    xEnergieumsetzung hoch                                     xDruck nimmt ab                                                   xGefahr der Strömungsablösung gering              xErforderliche Stufenzahl hoch                                                                             x 
• SB1: Abschn. 2.1.1 2a) Wodurch erfolgt die Energieumwandlung in einer Strömungsmaschine? 2a) In einer Strömungsmaschine erfolgt die Energieumwandlung durch Dralländerung des Fluids. Das wird durch die Umlenkung der Strömung erreicht.
• SB1: Abschn. 2.1.1 2b) Wie wird die Gleichung genannt, die das Wirkungsprinzip einer Strömungsmaschine definiert? 2 b) EULERsche Gleichung
• SB1: Abschn. 2.3.4 3 Stellen Sie mit der Kennlinie H = f(V) die Drehzahlregelung einer Kreiselpumpe dar, erläutern Sie diese, und schätzen Sie den technischen und finanziellen Aufwand dieser Regelung ein. Kennliniendiagramm Seite 38 - Die Reduzierung der Drehzahl führt nach den Modellgesetzen zu einer Reduzierung von Druck, Volumenstrom und Leistung bei gutem Wirkungsgrad - Sie ist technisch jedoch relativ aufwändig und damit teuer.
• SB1: Kap 2.1.5 Durch welche Größe wird die Saughöhe von Pumpen begrenzt? Wovon ist diese Größe abhängig? Die Saughöhe wird durch den Dampfdruck der Flüssigkeit begrenzt. Der Dampfdruck ist von der Art der Flüssigkeit und ihrer Temperatur abhängig.
• SB1: Kap. 2.3.4 Skizzieren Sie Drosselregelung einer Kreiselpumpe. Nutzen sie dazu das vorbereitete Diagramm auf dem beiliegenden Arbeitsblatt. (1) Benennen Sie die Koordinatenachsen mit ihren Einheiten, und tragen Sie die Bezeichnungen in die gestrichelten Kästchen ein (2) Tragen Sie in das Diagramm die Pumenkennlinie ein. (3) Ergänzen Sie das Diagramm durch die Anlagenkennlinie. (4) Kennzeichnen Sie den Betriebspunkt vor und nach der Drosselung. (5) Tragen Sie die Kennlinie für den Leistungsbedarf der Pumpe ein und darauf den Leistungsbedarf vor und nach der Drosselung (6) Geben Sie an, in ewlcher Leitung (Saug- oder Druckleitung) die Drosselung vorzunehmen ist, und begründen Sie kurz warum gerade diese Leitung ausgewählt wird. (1) Diagramm Seite 41 (2) Pumpenkennlinie HPpe (3) Anlagenkennlinie HAnlage (4) Betriebspunkt B vor der Drosselung und Betriebspunkt B1 nach der Drosselung (5) Kennlinie für den Leistungsbedarf P der Pumpe und die dazugehörigen Punkte vor und nach der Drosselung (6) Drosselung in der Druckleitung - Begründung: Kavitationsgefahr im Saugbereich des Laufrades.
• Vergleichen Sie die Verdrängerpumpen mit den Kreiselpumpen, indem Sie von den nachstehend genannten Kriterien die jeweils zutreffenden auf dem beiliegenden Arbeitsblatt ankreuzen. Dabei darf in jeder zeile nur ein Kreuz stehen. (Seite 45) Vergleichskriterium Verdrängerpumpe Kreiselpumpe - Druckdifferenz groß klein - Volumenstrom groß klein druckabhängig - spezifische Drehzahl groß klein - Betriebsverhalten Drosselregelung möglich pulsierender Förderstrom - wichtige ölhydraulische Anlagen Anwendungsgebiete Pumpspeicherwerk Dosierpumpe Vergleichskriterium                                                      Verdrängerpumpe       Kreiselpumpe- Druckdifferenz                     groß                                               x                                              klein                                                                             x- Volumenstrom                    groß                                                                              x                                              klein                                               x                                             druckabhängig                                                              x- spezifische Drehzahl          groß                                                                              x                                              klein                                               x- Betriebsverhalten       Drosselregelung möglich                                                      x                                      pulsierender Förderstrom                      x- wichtige                       ölhydraulische Anlagen                         x Anwendungsgebiete      Pumpspeicherwerk                                                              x                                        Dosierpumpe                                       x 
• SB1: Abschn. 2.1.5, 2.3.3, 2.3.4 und SB3: Abschn. 3.1.2 1a) Beurteilen Sie die folgeden betrieblichen Maßnahmen, mit denen die Kavitation an einer Radialpumpe für Warmwasser vermieden werden soll. Kreuzen Sie im beiliegenden Arbeitsblatt die nachfolgend aufgeführten Maßnahmen an, mit denen die Kavitation zu verhindern ist. (Seite 47) Maßnahme richtig -Wassertemperatur erhöhen -Wassertemperatur senken -Saugseitigen Absperrschieber der Pumpe etwas schließen (drosseln) -Pumpe gegen leistungsstärkere der gleichen Baureihe austauschen -Zulaufdruck bzw. -höhe vergrößern -Zulaufdruck bzw. -höhe verkleinern -Pumpe entlüften b) Begründen Sie die von Ihnen für richtig gehaltenen Maßnahmen 1a) Maßnahme                                                                                                     richtig-Wassertemperatur erhöhen-Wassertemperatur senken                                                                                x-Saugseitigen Absperrschieber der Pumpe etwas schließen (drosseln)-Pumpe gegen leistungsstärkere der gleichen Baureihe austauschen-Zulaufdruck bzw. -höhe vergrößern                                                                  x-Zulaufdruck bzw. -höhe verkleinern-Pumpe entlüften 1b) Auftreten von Kavitation  Kavitation tritt auf, wenn der lokale Druck in der Flüssigkeit gleich dem (zur Flüssigkeitstemperatur gehörenden) Dampfdruck ist. Deshalb ist es richtig, sowohl die Wassertemperatur zu senken als auch den Zulaufdruck bzw. die Zulaufhöhe zu vergrößern.
• SB1: Abschn. 2.4 2 Im Wesentlichen gibt es drei nach ihrem Erfinder benannte Bauarten von Wasserturbinen. Ordnen Sie die folgenden Kriterien der Turbinenbauart richtig zu, indem Sie Zutreffendes in der Tabelle ankreuzen (in jeder Zeile darf nur ein Kreuz stehen). (Seite 48) Kriterium Turbinenbauart PELTON KAPLAN FRANCIS -Fallhöhe groß (etwa 200...2000m) mittel (etwa 50...500 m) klein (etwa 2...50m) -Wassermenge groß mittel klein -Anwendung Laufwasser-Kraftwerk (Niederdruckanlage) Speicher-Wasserkraftwerk (Hochdruckanlage) Pumpspeicher-Wasserkraftwerk (Mitteldruckanlage) -spezifische groß (> 100 min-1) Drehzahl mittel (25-100 min-1) klein (<25 min-1) Kriterium                                                                                          Turbinenbauart                                                                                                PELTON KAPLAN FRANCIS-Fallhöhe                                 groß (etwa 200...2000m)               x                                                mittel (etwa 50...500 m)                                                x                                                klein (etwa 2...50m)                                      x -Wassermenge                        groß                                                               x                                                mittel                                                                             x                                                klein                                                x -Anwendung                            Laufwasser-Kraftwerk                                   x                                               (Niederdruckanlage)                                                Speicher-Wasserkraftwerk             x                                                (Hochdruckanlage)                                               Pumpspeicher-Wasserkraftwerk                                    x                                                (Mitteldruckanlage) -spezifische                             groß (> 100 min-1)                                         x  Drehzahl                                mittel (25-100 min-1)                                                     x                                                klein (<25 min-1)                              x
• SB1: Abschn 1 1 Ordnen Sie durch Ankreuzen im beiliegenden Arbeitsblatt folgende Begriffe einander zu: (Seite 51) Volumenstrom Druckdifferenz groß klein groß klein Strömungsmaschine Verdrängermaschine                                                 Volumenstrom                   Druckdifferenz                                                groß       klein                    groß     kleinStrömungsmaschine                  x                                                    xVerdrängermaschine                                 x                         x
• SB1, Abschn. 2.3; SB2, Abschn. 2.5 4a) Kann unter vergleichbaren Bedingungen ein radiales Laufrad einen höheren oder niedrigeren Druck als ein Axialrad erzeugen? Begründen Sie Ihre Antwort. 4a) Das Radialrad bewirkt einen höheren Druck infolge der Fliehkraftwirkung der radialen Strömungsrichtung.
• SB1, Abschn. 2.3; SB2, Abschn. 2.5 4b) Geben Sie an und begründen Sie, ob ein Radialverdichter unter vergleichbaren Bedingungen mehr oder weniger Stufen als ein Axialverdichter benötigt? 4b) Der Radialverdichter hat weniger Stufen, da das Radialrad wegen der Fliehkraftwirkung eine höhere Energie umsetzen kann.
• Klausur 05/15, WB, TB: In Strömungsmaschinen wird das Fluid entlang tragflügelartiger Begrenzungen geführt. Diese Begren- zungen werden als Schaufeln bezeichnet. 1.3 Durch welche technische Maßnahme wird die Änderung des Dralls zur Regelung einer Radial- 2 pumpe für inkompressible Fluide erreicht? 1.3  Technische Maßnahme zur Dralländerung bei der Regelung einer Radialpumpe: Der Drall wird durch Verstellung der Leitschaufeln geändert. 
• Klausur 05/15: In Strömungsmaschinen wird das Fluid entlang tragflügelartiger Begrenzungen geführt. Diese Begren- zungen werden als Schaufeln bezeichnet. 1.4 „Ein Schaufelgitter wird verzögert durchströmt. Der Druck nimmt in Strömungsrichtung zu. 2 Die Ablöseempfindlichkeit ist hoch und die Umlenkung bzw. Dralländerung gering.“ Geben Sie an, ob es sich bei der Beschreibung um die Beschaufelung einer Arbeits- oder einer Kraftmaschine handelt. 1.4  Beschriebenes Schaufelgitter: Es handelt sich um die Beschaufelung einer Arbeitsmaschine. 
• Klausur 11/14: Das Betriebsverhalten von Pumpen wird in Diagrammen entsprechend der nachfolgenden Skizze darge- stellt. Bei den darin abgebildeten Pumpenkennlinien handelt es sich um den Wirkungsgrad, die Förderhöhe und die Leistungsaufnahme. (Abb. Klausur 11/14 - Seite 2/3). 1.1 Ordnen Sie den in der Aufgabenstellung genannten Pumpenkennlinien die in der Skizze eingetragenen Zahlen
  biszu. 1.1  Dargestellte Pumpenkennlinien:
  Förderhöhe (H)  Leistungsaufnahme (P) Wirkungsgrad (η) 

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