Hydrauliska Strömningsmaskiner

hos utströmmande fluid eller som bortledning av värme genom strömningsmaskinens väggar.
Se även appendix A.6.
Exempel. Beräkna vilken axeleffekt man kan förvänta sig från en Francisturbin med följande
data
c1 = 10 m/s c2 = 3 m/s
β1 = 20 ° β2 = 90 °
d1 = 4 m d2 = 1,5 m
p1 = 200 kPa p2 = -32 kPa
z1 = 4,5 m z2 = 3 m
b1 = 1 m ρH2O = 998 kg/m 3
Förlusterna beräknas uppgå till 25 J/kg genomströmmat vatten.
Lösning.
ε
ε
ε
c p c p
= + g⋅ z + − − g⋅z − 2
1
2 −ε
2 ρ 2 ρ
1
a f
2
1 2 2
a
a
2 3 2 3
10
=
2
200 ⋅10
+ g⋅ 45 , +
998
3
−
2
32 ⋅10
− g⋅
3 +
998
= 268 J / kg
Den totala axeleffekten ges av Pa = ε a ⋅m.
Med m= ρ Aincnerhålls in
Pa = 268 ⋅998 ⋅ ⋅4⋅1⋅10 ⋅ 20°= 11 5⋅10 6
π sin , W
Svar. Axeleffekten bör bli ca 11,5 MW.
14
− 25
2.7 Pump- och fläktdiagram
Pumpar och fläktar omvandlar mekanisk energi till fluid energi. För en viss strömningsmaskin
är denna omvandling direkt beroende av de driftförhållanden som strömningsmaskinen arbetar
under. Största inverkan har varvtalet, volymströmmen och fluidens densitet.
(Strömningsmaskiner används normalt till lågviskösa fluider och det finns ingen generell teori
som beskriver verkningsgradens försämring med ökad viskositet). Den nyttiga specifika energiökning
hos fluiden, εp, som strömningsmaskinen åstadkommer, presenteras i allmänhet som
en funktion av volymströmmen i ett pump- eller fläktdiagram. Den nyttiga specifika energiökningen
tecknas
ε
p
2
p c
= + + gz
ρ 2
utloppsfläns
inloppsfläns
(2.7.1)
Beroende på strömningsmaskinens utförande och då speciellt skovelformen får kurvan över
energiökningen olika utseenden, vilket skall studeras närmare i följande avsnitt. Denna härledning
är giltig för såväl pumpar som fläktar men för att texten inte skall bli onödigt tungläst
genomförs den endast för pumpfallet.