Diskussion:Beschaufelung

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Die Gleichungen sind etwas beliebig

(z.B: unspezifisches Newton'sches Axian). Entweder konkreter oder wegelassen. Kolling

Gleichungen als Merkposten

Der Massenstrom des Arbeitsmittels besitzt einen Impuls der Größe:

${p}={\dot {m}}\cdot {v}$

Die Geschwindigkeit erhält dieser durch die Entspannung mit der Verringerung des Drucks in der Leitschaufel. An der Schaufel wird zudem der Massenstrom umgelenkt, erfährt also eine Änderung des Impulses.

Die Änderung des Impulses p ergibt eine Kraft F auf die jeweilige Schaufel:

${\Delta p}={\frac {dm}{dt}}\cdot {(v_{2}-v_{1})}={\dot {m}}\cdot {(v_{2}-v_{1})}={\int _{t_{1}}^{t_{2}}F(t)\cdot dt \over {dt}}=F$

Beschaufelungs-Gitter-Abbildung

In der Abbildung der Beschaufelungsgitter sind die Verweise zum Querschnittsverlauf falsch: im Verdichter liegt eine im allgemeinen eine Querschnittserweiterung in Strömungsrichtung vor (verzögerte Strömung); im Turbinengitter liegt eine Querschnittsverengung (beschleunigte Strömung) vor. Ausserdem ist die bezeichnung des Querschnittes irreführend. Daher schlage ich vor, diese Abbildung zu ersetzen bzw. zu entfernen. --MHabermehl 22:29, 19. Apr 2006 (CEST)

die Masse bleibt an jeder Stelle gleich, wenn die Dichte im Verdichter zunehmen soll (damit nach der Wärmezufuhr entspannt werden kann), muss der Querschnitt abnehmen; bei der Turbine ist es umgekehrt. Hier einige Beispiel an denen man die Querschnitsszunahme/Abnahme erkennen kann:

1,2,3

Die Verdichterschaufeln werden in Durchströmrichtung immer kürzer, die Turbinenschaufeln immer länger.

Welche Bezeichnung bzw, Darstellung ist irreführend?--VK 23:47, 19. Apr 2006 (CEST)

Bezogen auf die Fläche, durch die das Fluid in die Beschaufelung eintritt und aus dieser austritt, liegt beim Verdichter eine Querschnittserweiterung vor, weil erst dadurch der Druck steigt. Bei der Turbine ist es natürlich anders herum. Natürlich trifft es zu, dass in einem Verdichter der gesamte Querschnitt, meinetwegen des Gehäuses, durch die Verdichtung geringer werden muss. Aber im Bild ist jeweils eine Stufe dargestellt,(Unterschiedliche Schaufellängen sind dementsprechend wohl schlecht erkennbar) und es ist auch nicht klar, auf welche Flächen sich die Verengung bzw. Erweiterung bezieht. Wrzlbrmpf 13:12, 24. Jan. 2010 (CET)

Die Querschnittserweiterung im Bild ist korrekt, wenn auch sich das von der Darstellung her nicht so gut erkennen lässt (man hätte den Strak komplett durchzeichnen sollen).

Was du (Wrzlbrmpf) meinst von wegen weil erst dadurch der Druck steigt ist so, wie ich dich verstehe, nicht richtig, weil der Verdichter ja kein primitiver Diffusor ist. Die Druckerhöhung findet durch die Einbringung von Arbeit in die Strömung statt. Sollte ich dich völlig falsch verstanden haben, betrachte das hier als gegenstandslos. --d-woelki 23:00, 8. Jun 2010 (CEST)

Es ist allerdings noch etwas zu bemängeln. Und zwar wäre es wesentlich sinnvoller für den Verdichter nicht das Leitrad vor das Laufrad zu setzen. Das ist unüblich und im eigentlichen Sinne auch falsch. Falls der Ersteller der Zeichnung mal wieder hier reinschaut, wäre es schön, wenn zumindest das kurz geändert wird. --d-woelki 13:54, 9. Jun 2010 (CEST)

Werkstoffe

Hi! Mir fehlt noch was zu speziellen Werkstoffen und zu den besonderen Belastungen während des Betriebs. Ich versuch mal den Anfang --DocJ 08:59, 21. Jul 2006 (CEST)

Sieht doch gut aus. --Markus Schweiß, @ 09:22, 21. Jul 2006 (CEST)

Soeben ist als möglicher Werkstoff Titan hinzugekommen. Ist damit reines Titan gemeint? Das kann ich mir bei den Einsatztemperaturen (bis ca 400°C) und der Reaktionsfreudigkeit bei höheren Drücken kaum vorstellen. Möglicherweise ist ja ein Titankern mit Beschichtung gemeint?? Dann bitte klarstellen. --DocJ 13:35, 26. Jul 2006 (CEST)

Schaufelschwingungen

Es gibt eine sehr nette Promotionsarbeit von Frank Truckenmüller (http://elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2003/1486/pdf/Dissertation_F_Truckenmueller.pdf#search=%22drehzahlharmonische%22),

in der auch für den Laien leicht verständlich erklärt wird, woher Schaufel-Schwingungen kommen.

"Die in Turbomaschinen vorkommenden Schwingungen lassen sich in folgende Kategorien und deren Kombinationen unterteilen: freie, selbsterregte und erzwungene Schwingungen. Freie Schwingungen werden durch impulsartige Erregerkräfte erzeugt, die zu einer Auslenkung des Schwingungssystems führen, um danach, entsprechend den angreifenden Dämpfungskräften, eine ungedämpfte bzw. abklingende Schwingbewegung mit der Eigenfrequenz durchzuführen. Im Gegensatz zu erzwungenen Schwingungen, die durch unabhängige, äußere Erregerkräfte verursacht werden, beeinflussen sich bei selbsterregten die Schwingbewegung der Laufschaufel und das Erregerkraftfeld gegenseitig. Das in der Luftfahrt und im Turbomaschinenbau bekannte und gefürchtete Phänomen „Flattern“ ist ein Beispiel einer selbsterregten Schwingungserscheinung, bei der die Wechselwirkung von aerodynamischen oder elastischen Kräften bzw. von den Trägheitskräften angefacht werden kann. Die parametererregten Schwingungen sind erzwungene Schwingungen, bei denen dem Schwingungssystem durch angreifende periodische Kräfte die Schwingfrequenzen der Parametererregung aufgeprägt werden. Bei Laufschaufeln von Turbomaschinen stellt die erzwungene Erregung durch das Strömungsfeld ein großes Gefährdungspotential dar. Insbesondere bei einer Übereinstimmung von Erregerfeld und -frequenz mit der Eigenform und -frequenz des Schwingungssystems (sogenannte Resonanzbedingung) kann es bereits bei moderaten Erregerkräften zu hohen dynamischen Beanspruchungen kommen. Die Reduzierung der hierbei auftretenden dynamischen Beanspruchungen erfolgt durch bestimmte Maßnahmen, wie zum Beispiel durch Vergrößern der Systemdämpfung oder durch zeitliche Betriebseinschränkung, um eine zu starke Gefährdung der Laufbeschaufelung zu vermeiden."

Desweiteren wird u.a. auch etwas zum Thema "rotierende Ablösung" (rotating stall) erklärt :

"Phänomen Rotierende Ablösung : Es handelt sich hierbei, im Gegensatz zur Systeminstabilität "Pumpen", um ein lokal im Verdichter auftretendes instationäres Strömungsphänomen. Wird die maximale aerodynamische Belastung eines Schaufelgitters erreicht, löst die Strömung, bedingt durch die ungünstige Anströmung einer Schaufel, saugseitig ab und erfaßt meist den ganzen Strömungskanal. Ursachen dieser Ablösung können umfangsabhängige Druck- oder Temperaturstörungen oder auch Fertigungsungenauigkeiten sein. Die abgelöste Strömung blockiert den Schaufelkanal, so daß das nachfolgende Fluid in die benachbarten Schaufelkanäle ausweichen muß. Dies bedingt eine Zunahme des Anströmwinkels im saugseitig benachbarten Kanal und führt dort zu einer weiteren Ablösung, eine Fortbewegung des Ablösegebietes ist die Folge. In entgegengesetzter Richtung (Drehrichtung) kommt es hingegen durch Abnahme des Anströmwinkels zu einer Stabilisierung und zum Wiederanlegen der Strömung. Es bildet sich eine Ablösezelle, die mit ca. 50 bis 60 % der Rotorfrequenz in Drehrichtung umläuft. Je nach Auslegung des Laufrades und Betriebszustand der Strömungsmaschine gibt es eine oder mehrere rotierende Ablösezellen. Der Entstehungsort der Ablösezelle (Schaufelfuß bzw. Schaufelspitze) hängt stark von dem sich ausbildenden Blattspitzenwirbel ab. Die Entstehung der Ablösezelle im peripheren Bereich der Laufschaufel wird auf einen großen Radialspalt zurückgeführt, der einen starken Blattspitzenwirbel verursacht.

So viel Schreib-Arbeit, aber leider nicht im Artikel, sondern auf der Diskussionsseite, tz tz tz --arilou 14:40, 5. Nov. 2010 (CET)

Abbildung Verdichterbeschaufelung ist falsch.

Grundsätzlich ist die Funktionsweise eines Turboverdichters so, dass zuerst dass Laufrad der Strömung Energie zuführt und das Leitrad den Drall in der Abströmung wieder geraderichtet. Dabei wird die Geschwindigkeit der Strömung verringert und (weiterer) Druck aufgebaut. Daraus ergibt sich für Lauf- und Leitrad ein vergleichsweise flacher Anstellwinkel (zur Umfangsrichtung gemessen).

Literatur: eine Vielzahl, stellvertretend sei genannt:

Eckert, B. et al.: Axial- und Radialkompressoren, Springer-Verlag, 1980 (nicht signierter Beitrag von Ursuselasticus (Diskussion | Beiträge) 20:01, 16. Sep. 2010 (CEST))

Abbildung 'Turbinenschaufel'

Diese Schaufel zeigt eher die Eigenschaften einer Verdichterschaufel: - relativ schlankes Profil - wenig Umlenkung Auch würde ich vermuten, dass es sich hierbei um eine Leitschaufel handelt. Dafür spricht der etwas schwächlich aussehende Fuss als auch die zum Schaufelkopf hin stärker werdende Umlenkung, die für eine Laufschaufel nicht sinnvoll wäre. In Anlehnung zum Kommentar zum Thema Verdichtergitter vermute ich, dass die Umfangsrichtung von links vorne nach rechts hinten verläuft. Dies ergäbe dann die für einen Turboverdichter typische flache Schaufelanstellung. (nicht signierter Beitrag von Ursuselasticus (Diskussion | Beiträge) 20:01, 16. Sep. 2010 (CEST))

Der Hochladende nannte das Bild "Turbinenschaufel" mit Zusatz "einer Dampfturbine", also z.B. in einem Kohlekraftwerk.

Da gibt's i.A. keinen Verdichter.

Soweit ich das sehe, wären deine Anmerkungen richtig für ein Gasturbinen-Triebwerk o.ä.

Bei stationären Turbinen kenn' ich mich nicht so aus, da sind ggf. auch die Temperaturen deutlich niedriger.

--arilou (Diskussion) 16:54, 17. Mai 2016 (CEST)

Bitte klarer formulieren

Im Artikel steht: „Unterschieden wird dabei zwischen Lauf- und Leitschaufeln, ein Paar nennt man eine Stufe.“ Es kam mir komisch vor, das Paar aus einer Laufschaufel und einer Leitschaufel „Stufe“ zu nennen; erst das Bild in Gasturbine#Historischer_.C3.9Cberblick belehrte mich. Wie sagt man es besser? „Ein Kranz von Laufschaufeln mit dem zugehörigen Kranz von Leitschaufeln heißt eine Stufe“? -- Wegner8 08:52, 16. Dez. 2011 (CET)

erledigt? --arilou 23:32, 18. Dez. 2011 (CET)

Spaltverluste

Im Abschnitt "Belastungen" wird auf die Reduzierung der Spaltverluste hingewiesen. Erwähnt wird Weichmetall an den Schaufelspitzen, das sich in kurzer Zeit am Gehäuse abschleift. Inzwischen gibt es aber sog.Bürstendichtungen, die die Spaltverluste reduzieren.--2003:F8:713:9756:40B4:DA8B:FBA3:A669 22:27, 21. Apr. 2020 (CEST) Yeni Cifci

Hab' dann auch gleich noch die Labyrinthdichtung mit erwähnt. --arilou (Diskussion) 08:57, 22. Apr. 2020 (CEST)