Vorausberechnung des Teillastverhaltens von Gasturbinen

Die zunehmende Bedeutung der Gasturbinen legt nahe, das bisher vor handene zusammenfassende Schrifttum iiber diese Maschinenart durch Darstellungen von Einzelproblemen derselben zu erganzen. In diesem Sinne wird in dem vorliegenden Biichlein das Teillastverhalten von Gas turbinen naher studiert. Es wird vorzugsweise nur das dargestellt, was fUr den Ingenieur in der Praxis von Interesse ist. Diskussionen von im wesentlichen theoretischer Bedeutung werden bewuBt vermieden. Da es fUr die Untersuchung des Regelverhaltens von Gasturbinen wesentlich ist, das Kennfeld derselben bereits im Entwurfszustand ermitteln zu konnen, werden vorzugsweise Berechnungsmethoden behandelt, die ge statten, die benotigten Kennfelder der Einzelturbomaschinen aus den Kennlinien der Beschaufelungskranze abzuleiten. Die angegebenen Methoden sind auf die derzeit iiblichen Genauigkeiten abgestimmt. Sie konnen noch verbessert, d. h. verfeinert werden, was hier jedoch allen falls angedeutet wird. Die heutigen Kenntnisse iiber die Kennlinien einzelner Beschaufelungskranze werden kurz zusammengefaBt, 0 bwohl der Leser eigenen Unterlagen iiber die im besonderen Fall angewendeten Profilfamilien den Vorzug geben wird. Die hier dargestellten Unterlagen entstammen Vor allem britischen Veroffentlichungen aus den Jahren 1940 bis 1950. Neuere Ergebnisse iiber die Stromung durch Profilgitter liegen aus dem Kreis um H. SCHLICHTING vor [68-95], doch sind diese Arbeiten derzeit noch nicht abgeschlossen. Einen kurz zusammengefaBten trberblick findet man auch bei TRAUPEL [96]. Fiir das Teillastverhalten jener Bestandteile von Gasturbinen, die keine Turbomaschinen sind (apparative Bestandteile), wie Warmetau scher, Zwischenkiihler und Brennkammern werden nur kurze Bemer kungen gebracht. 1m iibrigen sei auf die angegebenen Literaturstellen verwiesen.

Klappentext

Die zunehmende Bedeutung der Gasturbinen legt nahe, das bisher vor­ handene zusammenfassende Schrifttum iiber diese Maschinenart durch Darstellungen von Einzelproblemen derselben zu erganzen. In diesem Sinne wird in dem vorliegenden Biichlein das Teillastverhalten von Gas­ turbinen naher studiert. Es wird vorzugsweise nur das dargestellt, was fUr den Ingenieur in der Praxis von Interesse ist. Diskussionen von im wesentlichen theoretischer Bedeutung werden bewuBt vermieden. Da es fUr die Untersuchung des Regelverhaltens von Gasturbinen wesentlich ist, das Kennfeld derselben bereits im Entwurfszustand ermitteln zu konnen, werden vorzugsweise Berechnungsmethoden behandelt, die ge­ statten, die benotigten Kennfelder der Einzelturbomaschinen aus den Kennlinien der Beschaufelungskranze abzuleiten. Die angegebenen Methoden sind auf die derzeit iiblichen Genauigkeiten abgestimmt. Sie konnen noch verbessert, d. h. verfeinert werden, was hier jedoch allen­ falls angedeutet wird. Die heutigen Kenntnisse iiber die Kennlinien einzelner Beschaufelungskranze werden kurz zusammengefaBt, 0 bwohl der Leser eigenen Unterlagen iiber die im besonderen Fall angewendeten Profilfamilien den Vorzug geben wird. Die hier dargestellten Unterlagen entstammen Vor allem britischen Veroffentlichungen aus den Jahren 1940 bis 1950. Neuere Ergebnisse iiber die Stromung durch Profilgitter liegen aus dem Kreis um H. SCHLICHTING vor [68-95], doch sind diese Arbeiten derzeit noch nicht abgeschlossen. Einen kurz zusammengefaBten trberblick findet man auch bei TRAUPEL [96]. Fiir das Teillastverhalten jener Bestandteile von Gasturbinen, die keine Turbomaschinen sind (apparative Bestandteile), wie Warmetau­ scher, Zwischenkiihler und Brennkammern werden nur kurze Bemer­ kungen gebracht. 1m iibrigen sei auf die angegebenen Literaturstellen verwiesen.

Inhalt

1. Allgemeine Grundlagen für die Kennfelder der Turbomaschinen.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Elemente der Gasdynamik.- 1.3 Anwendung der Ähnlichkeitsgesetze auf die Turbomaschinen-Kennfelder.- 1.4 Die Darstellungsformen für Turbomaschinen-Kennfelder bei Außerachtlassung des Reynoldsschen Ähnlichkeitsgesetzes.- 1.5 Gleichzeitige Berücksichtigung von Mach- und Reynolds-Zahleneinfluß.- 2. Das Teillastverhalten des Verdichterteiles.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Die Kennlinien der geraden Verdichter-Schaufelgitter.- 2.3 Berechnungsbeispiel für die Kennlinien eines Verdichtergitters.- 2.4 Die Verdichterstufe bei inkompressiblem Strömungsmittel.- 2.5 Die Berechnung der Kennlinien einer Verdichterstufe.- 2.6 Die Berechnung des Kennfeldes eines mehrstufigen Verdichters.- 2.7 Das Kennfeld eines Verdichters unendlicher Stufenzahl.- 2.8 Interpolationsverfahren für Verdichterkennlinien.- 2.9 Das Verdichterkennfeld im Anlaßbereich.- 3. Das Teillastverhalten des Turbinenteiles.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Die gasdynamischen Grundlagen für die Berechnung einzelner Schaufelkränze.- 3.2.1 Die Berechnung ruhender Schaufelkränze (Leiträder).- 3.2.2 Die Berechnung umlaufender Schaufelkränze (Laufräder).- 3.3 Die Kennlinien der geraden Turbinenschaufelgitter.- 3.4 Die Turbine bei inkompressiblem Strömungsmittel.- 3.5 Die Turbine bei kompressiblem Strömungsmittel.- 3.6 Beispiele von Turbinenkennfeldern.- 4. Das Teillastverhalten gesamter Gasturbinen.- 4.1 Die Schaltungsarten von Gasturbinen.- 4.2 Das Mischkennfeld des Gaserzeugers von Gasturbinen.- 4.3 Das Mischkennfeld einer Hüttenwerks-Gasturbine für Gebläsebetrieb.- 4.4 Über den Brennkammer-Druckverlust.- 4.5 Über das Teillastverhalten von Wärmetauschern in Gasturbinen.- Schrifttum.