Spezifische Drehzahl: Unterschied zwischen den Versionen

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Die '''spezifische Drehzahl''' (Formelzeichen <math>n_{\rm q}</math><ref>{{Internetquelle|url= http://www.hfm.tugraz.at/fileadmin/user_upload/pdf/skripten/hysm/hysm_kap7_1_Pelton_2012.pdf|autor=Technische Universität Graz|titel=Hydraulische Strömungsmaschinen|zugriff=2017-03-22}}</ref> oder <math>n_{\rm s}</math><ref>{{Internetquelle|url=https://www.ksb.com/Kreiselpumpenlexikon_de/spezifische-drehzahl/186490|werk=Kreiselpumpenlexikon|titel=spezifische Drehzahl|zugriff=2017-03-22}}</ref>) einer [[Strömungsmaschine]] ([[Turbine]], [[Kreiselpumpe]], [[Laufrad]]) ist diejenige gedachte [[Drehzahl]], bei der eine [[Ähnlichkeit (Geometrie)|geometrisch ähnliche]] Maschine mit einer hydraulischen [[Fallhöhe (Wasserbau)|Fallhöhe]] oder [[Förderhöhe]] von 1&nbsp;Meter bei einem Durchfluss ([[Volumenstrom]]) von 1&nbsp;Kubikmeter pro Sekunde ihren besten [[Wirkungsgrad]] hat.  
Die '''spezifische Drehzahl''' (Formelzeichen <math>n_{\rm q}</math><ref>{{Internetquelle|url= http://www.hfm.tugraz.at/fileadmin/user_upload/pdf/skripten/hysm/hysm_kap7_1_Pelton_2012.pdf|autor=Technische Universität Graz|titel=Hydraulische Strömungsmaschinen|zugriff=2017-03-22}}</ref> oder <math>n_{\rm s}</math><ref>{{Internetquelle|url=https://www.ksb.com/Kreiselpumpenlexikon_de/spezifische-drehzahl/186490|werk=Kreiselpumpenlexikon|titel=spezifische Drehzahl|zugriff=2017-03-22}}</ref>) einer [[Strömungsmaschine]] ([[Turbine]], [[Kreiselpumpe]], [[Laufrad (Strömungsmaschine)|Laufrad]]) ist diejenige gedachte [[Drehzahl]], bei der eine [[Ähnlichkeit (Geometrie)|geometrisch ähnliche]] Maschine mit einer hydraulischen [[Fallhöhe (Wasserbau)|Fallhöhe]] oder [[Förderhöhe]] von 1&nbsp;m bei einem [[Volumenstrom]] von 1&nbsp;m³/s ihren besten [[Wirkungsgrad]] hat.  


== Definition ==
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:<math>H</math>=Fallhöhe bzw. Förderhöhe in&nbsp;m
:<math>H</math>=Fallhöhe bzw. Förderhöhe in&nbsp;m
:<math>H{\rm q}</math>=Referenzfall- bzw. -förderhöhe: 1&nbsp;m.
:<math>H{\rm q}</math>=Referenzfall- bzw. -förderhöhe: 1&nbsp;m.
Das heißt zur Berechnung verwendet man [[dimensionslos]]e bzw. normierte Werte im Zähler und im Nenner.


Die ursprüngliche, nicht dimensionsechte Form der Definition ([[Zahlenwertgleichung]]) mit alten Einheiten, die zur Zeit ihrer Entstehung galten, wurde von [[Rudolf Camerer (Ingenieur)|Rudolf Camerer]] im Jahr&nbsp;1902 aufgestellt:
Zur Berechnung verwendet man [[dimensionslos]]e bzw. normierte Werte im Zähler und im Nenner.
 
Die ursprüngliche, nicht dimensionsechte Form der Definition in Form einer [[Zahlenwertgleichung]] mit alten Einheiten, die zur Zeit ihrer Entstehung galten, wurde von [[Rudolf Camerer (Ingenieur)|Rudolf Camerer]] im Jahr 1902 aufgestellt:


::<math>n_{\rm q} = n \cdot \sqrt \frac Q {\sqrt{H^3}}</math>
::<math>n_{\rm q} = n \cdot \sqrt \frac Q {\sqrt{H^3}}</math>
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Die spezifische Drehzahl dient zur [[Auslegung (Technik)|Auslegung]] von Turbinen und [[Pumpe]]n. Für verschiedene Arten von Laufrädern sind verschiedene spezifische Drehzahlen typisch:
Die spezifische Drehzahl dient zur [[Auslegung (Technik)|Auslegung]] von Turbinen und [[Pumpe]]n. Für verschiedene Arten von Laufrädern sind verschiedene spezifische Drehzahlen typisch:
* für Turbinen steigen sie von der [[Pelton-Turbine|Pelton-]] über die [[Francis-Turbine|Francis-]] zur [[Kaplan-Turbine]] hin an,
* für Turbinen steigen sie von der [[Pelton-Turbine|Pelton-]] über die [[Francis-Turbine|Francis-]] zur [[Kaplan-Turbine]] hin an,
* für Pumpen steigen sie über die [[Verdrängerpumpe|Verdränger-]], [[Seitenkanalpumpe|Seitenkanal-]] sowie die [[Radialpumpe|Radial]]- und [[Axialpumpe]] an.  
* für Pumpen steigen sie über die [[Verdrängerpumpe|Verdränger-]], [[Seitenkanalpumpe|Seitenkanal-]] sowie die [[Radialpumpe|Radial-]] und [[Axialpumpe]] an.  


== Sonstiges ==
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== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==
<references />
<references />
== Literatur ==
== Literatur ==
* DIN 24260, DIN EN 12723, DIN EN ISO 17769
* DIN 24260, DIN EN 12723, DIN EN ISO 17769

Aktuelle Version vom 22. April 2021, 19:21 Uhr

Die spezifische Drehzahl (Formelzeichen $ n_{\rm {q}} $[1] oder $ n_{\rm {s}} $[2]) einer Strömungsmaschine (Turbine, Kreiselpumpe, Laufrad) ist diejenige gedachte Drehzahl, bei der eine geometrisch ähnliche Maschine mit einer hydraulischen Fallhöhe oder Förderhöhe von 1 m bei einem Volumenstrom von 1 m³/s ihren besten Wirkungsgrad hat.

Definition

Die spezifische Drehzahl errechnet sich gemäß:

$ n_{\rm {q}}=n\cdot {\sqrt {\frac {{\frac {Q}{Q}}_{\rm {q}}}{\sqrt {\left({\frac {H}{H}}_{\rm {q}}\right)^{3}}}}} $

mit

$ n_{\rm {q}} $=spezifische Drehzahl in 1/min
$ n $=Drehzahl in 1/min
$ Q $=Volumenstrom in m³/s
$ Q{\rm {q}} $=Referenzvolumenstrom: 1 m³/s
$ H $=Fallhöhe bzw. Förderhöhe in m
$ H{\rm {q}} $=Referenzfall- bzw. -förderhöhe: 1 m.

Zur Berechnung verwendet man dimensionslose bzw. normierte Werte im Zähler und im Nenner.

Die ursprüngliche, nicht dimensionsechte Form der Definition in Form einer Zahlenwertgleichung mit alten Einheiten, die zur Zeit ihrer Entstehung galten, wurde von Rudolf Camerer im Jahr 1902 aufgestellt:

$ n_{\rm {q}}=n\cdot {\sqrt {\frac {Q}{\sqrt {H^{3}}}}} $

Anwendung

Die spezifische Drehzahl dient zur Auslegung von Turbinen und Pumpen. Für verschiedene Arten von Laufrädern sind verschiedene spezifische Drehzahlen typisch:

  • für Turbinen steigen sie von der Pelton- über die Francis- zur Kaplan-Turbine hin an,
  • für Pumpen steigen sie über die Verdränger-, Seitenkanal- sowie die Radial- und Axialpumpe an.

Sonstiges

Es gibt auch eine anders definierte spezifische Drehzahl bei Elektromotoren.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Technische Universität Graz: Hydraulische Strömungsmaschinen. Abgerufen am 22. März 2017.
  2. spezifische Drehzahl. In: Kreiselpumpenlexikon. Abgerufen am 22. März 2017.

Literatur

  • DIN 24260, DIN EN 12723, DIN EN ISO 17769
  • Zhengji Zhan: Freistrahlturbinen: Hydromechanik und Auslegung

Weblinks