ISBN: 3540440585
TITLE: Ventilatoren
AUTHOR: Eck
TOC:

A. Einleitung 1
1. Allgemeine Beziehungen 1
2. Ahnlichkeitsbeziehungen 9
2.1 Kennzahlen 9
2.2 Optimalkurven 14
2.3 Weitere Kenngren 16
2.4 Grundformeln 19
2.5 Gesamtbersicht ber die Eigenschaften der verschiedenen Geblsetypen 22
3. Verluste und Wirkungsgrade 25
3.1 Hydraulischer Wirkungsgrad 25
3.2 Volumetrischer Wirkungsgrad 26
3.3 Innerer Wirkungsgrad 26
3.4 Mechanischer Wirkungsgrad 26
3.4.1 Radreibungsverluste 26
3.4.2 Lagerverluste 27
3.5 Gesamtwirkungsgrad 28
3.6 nderung des Gesamtwirkungsgrades durch den Anteil der mechanischen Verluste bei Drehzahlnderung 29
4. Thermische Bestimmung des hydraulischen Wirkungsgrades 30
B. Radialventilatoren 31
I. Allgemeine Stromfadentheorie 31
1. Allgemeine Beziehungen 31
2. Radialer Eintritt 34
3. Reaktionsgrad 36
4. Kennlinien bei unendlicher Schaufelzahl 40
5. Grundaufgaben 43
6. Einflu der Kompressibilitt auf die Gltigkeit der Berechnungen 43
II. Genauere rechnerische Behandlung der Schaufelstrmung 45
7. Geschwindigkeitsverteilung im Schaufelkanal 45
8. Krfte senkrecht zur Strmungsrichtung 46
9. Krfte in Strmungsrichtung 47
10. Relativwirbel 48
11. Gerade Schaufeln 50
12. Berechnung von Geschwindigkeits- und Druckverteilung in einem beliebigen Schaufelkanal 51
13. Wesentliche physikalische Besonderheiten bei Durchstrmung von Radialrdern 51
14. Tragflgelbeschaufelungen 54
15. Rein mathematische Methoden zur Berechnung der Lauf-raddurchstrmung 55
III. Einflu der endlichen Schaufelzahl 57
16. Grundstzliches 57
17. Nherungsberechnung nach STODOLA 59
18. Genauere rechnerische Ermittlung der Minderleistung 61
19. Beeinflussung des Reaktionsgrades 71
20. Minderleistungen bei greren Ablsungen 71
21. Die Schaufelzahl 75
IV. Gestaltung der Schaufelenden 75
22. Die wirkungslose Schaufel 75
23. Bercksichtigung der Schaufelstrke 78
V. Verluste 80
24. Laufradverluste 80
25. Stoverluste 83
25.1 Laufradeintritt 83
25.2 Leitradverluste 85
26. Spaltverluste 86
27. Verluste im Spiralgehuse 88
28. Leitkanalverluste 89
29. Hydraulischer Wirkungsgrad 90
VI. Gnstigste Gestaltung des Laufrades 91
30. Fragestellung 91
31. Gnstigster Eintrittsdurchmesser, bester Eintrittsschaufelwinkel 91
32. Einflu der Eintrittskrmmung auf den Optimalwinkel 95
33. Optimalberechnung bei Vordrall 96
34. Konische oder parallele Deckscheiben 98
35. Bestimmung der Schaufelform 99
35.1 Die gerade Schaufel 99
35.2 Die Kreisbogenschaufel 99
35.3 Ermittlung aus dem Querschnittsverlauf 100
35.4 Die logarithmische Spirale 102
VII. Betriebseigenschaften von Radialgeblsen 103
36. Theoretische Kennlinie als Vergleichsbasis 103
37. Berechnung der Kennlinie 104
38. nderung des Breitenverhltnisses 108
39. psi-Verlauf bei Radialrdern 111
VIII. Die Haupttypen von Radialgeblsen 112
40. Historischer berblick 112
41. Ein neues Hochleistungsgeblse 113
42. Spaltdichtung mit Hilfsstrahl 120
43. Umlenkung mit zwei Hilfsstrahlen 125
44. Die Bedeutung der Laufradeintrittsflche und des Eintrittswinkels beta_1 127
45. nderung der Schaufelwinkel mit dem Durchmesserverhltnis 129
46. ber 1 liegende etatische Umsetzungsgrade bei Radialgeblsen 131
47. Berechnungsgrundlagen 137
48. bersicht ber die nderung markanter Eigenschaften (psi_th; psi_th, stat; w_2/w_1; beta_2) mit dem Durchmesserverhltnis 139
49. Staubgeblse 143
50. Doppelseitig ansaugende Geblse 149
51. Gestaltung von Trommellufern (Sirocco-Lufer) 151
a) Laufradbreite 152
b) Schaufelform 152
c) Schaufelzahl 154
d) Reaktionsgrad 155
e) Eingehendere Betrachtungen 155
f) Beschaufelung mit beschleunigten Schaufelkanlen 158
g) Theoretische Berechnung der Schaufeldurchstrmung 161
h) Versuchsergebnisse 162
i) Laufraddurchstrmung von Trommellufern bei Null-Frderung 165
k) Kleinstausfhrungen von Trommellufern 166
1) Trommellufer mit Platte vor dem Einlauf 167
IX. Zweimal durchstrmte Lufer - Querstromgeblse 168
52. Historische Entwicklung des Querstromgeblses 168
53. Allgemeine Gesetzmigkeiten bei zweimal durchstrmten Radialgittern 174
54. Der Reaktionsgrad r 179
55. Wirbelbewegung im Innern des Laufrades 180
56. Wirbelsteuerung 184
57. bersicht ber Versuchsergebnisse 187
58. Geschwindigkeitsverteilung 192
59. Querstromlfter mit einer ueren Leitflche 193
60. Offen arbeitende Querstromlufer 194
61. Anwendungsbeispiele und Konstruktionsmerkmale 197
62. Seitenkanalgeblse 199
X. Leitvorrichtungen 200
63. Leitschaufeln 201
64. Austauschwirkung 203
65. Spiralgehuse 205
a) Grundstzliches 205
b) Konstruktionen von Spiralen ohne Bercksichtigung der Reibung 206
66. Exaktes Verfahren zur Gehuseermittlung 217
67. Nherungsverfahren 219
68. Reibung und Sekundrstrmungen in Spiralgehusen 220
69. Drallabnahme durch Reibung in Ringrumen und glatten Leitringen 222
70. Der glatte Leitring 224
71. Verhalten der Spirale bei Belastungsnderungen 227
72. Der Zungenabstand 230
73. Radialgeblse mit filterartigen Schaufelkanlen 231
74. Diffusoren zur Verbesserung von Spiralgehusen 232
75. Ausblasefilter 234
76. Geblse mit Vorlufer. Geblse mit umlaufendem Diffusor 234
77. Axialdruck von Radialgeblsen 236
78. Der Ventilator als Widerstandskrper in einem Netz. Verhalten bei umgekehrter Drehrichtung 239
C. Theorie und Berechnung von Axialgeblsen 239
XI. Berechnung der normalen Axialgeblse 239
79. Allgemeines 239
80. Einfache Beziehungen der Gitterstrmung 241
81. Die vier Hauptflle eines Axialventilators 244
82. Reaktionsgrad des bewegten Gitters 248
83. Berechnung nach der Tragflgeltheorie 249
84. Zweckmigkeit einer Profilierung 254
85. Gestaltung der Profilierung bei Axialgeblsen 257
86. Berechnung ohne Bercksichtigung der Flgelreibung 258
87. Allgemein gltige Beziehungen 260
88. Berechnung mit Bercksichtigung der Reibung 262
89. Der statische Umsetzungsgrad 263
90. Der Wirkungsgrad in Abhngigkeit von dimensionslosen Gren 264
91. Die Gleitzahlen von Lauf- und Leitrad 267
92. Wirkungsgrad bei frei ausblasenden Axialgeblsen 267
93. Diagramme zur optimalen Auslegung fr alle Axialgeblse 269
94. Minderleistung durch Grenzschichteinflsse 272
95. Geometrie der Kreisbogenschaufel 273
96. Die gnstigste Schaufelteilung nach ZWEIFEL 276
97. Gitterberechnung nach WEINIG 279
98. Aufwinkelung bei Profilierung 281
99. Grenzschichtverhalten 282
100. Rotierende Ablsung 283
101. Wirbelkernbildung 283
102. Druckrckgewinn aus der Drallstrmung beim Ausstrmen in den freien Raum 285
103. Einflu des Laufradspaltes 286
104. Berechnung und Konstruktion der Leitrder 288
105. Vergleich zwischen Ausfhrungen mit Vorleitrad und Nachleitrad 292
106. Grenzdimensionierung mit den Bedingungen des Innendurchmessers 292
107. Vorleitschaufel mit konstantem Austrittswinkel (Zylindrische Schaufel) 296
108. Radiale Druckverteilung von Axialgeblsen 299
109. Diffusorverluste 300
a) Allgemeine Beziehungen 301
b) Anteil der Diffusorverluste am Gesamtverlust 302
c) Einflu des Nabenabflusses bei gleicher Kanalweite 302
110. Gestaltung der Diffusoren 304
111. Wann lohnt sich die Anwendung eines Leitapparates? 307
112. Auslegung von mehrstufigen Axialgeblsen 308
113. Praktische Ausfhrung der Berechnung. bersicht ber den Rechnungsgang 309
114. Berechnungsbeispiele 310
115. Verhalten eines Axialgeblses abseits des Bestpunktes 315
116. Manahmen zur Stabilisierung der Kennlinie von Axialgeblsen 317
117. Kennlinien und Teilkennlinien von Axialgeblsen 319
118. Vorausberechnung der Betriebseigenschaften bei Schaufelverdrehungen 320
119. Versuchsergebnisse von Axialgeblsen 321
120. Versuchsergebnisse von Kleinstaxialventilatoren 328
121. Ungleichmige Zustrmbedingungen 329
122. Axialgeblse mit Abnahme verschiedener Drcke 330
123. Offen laufende Axiallfter 331
124. Meridianbeschleunigte Axialgeblse 335
a) Allgemeine bersicht 335
b) Gleichdruckgeblse 339
c) Meridianbeschleunigte berdruckgeblse 340
XII. Gegenlufige Axialgeblse 342
125. Konstruktion und Versuchswerte 342
D. Gemeinsame Probleme an Geblsen 345
XIII. Regulierung von Geblsen 345
126. Allgemeine Gesichtspunkte 345
127. Verstellbare Eintrittsleitschaufeln 349
128. Der Verstellboden 357
129. Verschiebbarer Leitapparat 358
130. Die Dralldrossel 359
131. Selbstregulierung durch Kennlinie 360
132. Gesetzmigkeiten bei nderung der Drehzahl 361
133. Logarithmische Darstellung der Kennlinien 364
XIV. Ventilator und Antriebsmaschine 365
134. Allgemeine Gesichtspunkte 365
135. Antrieb durch Elektromotoren 366
136. Ermittlung der Kennlinie bei konstanter Einstellung der Antriebsmaschine 369
XV. Betriebsverhalten eines Ventilators 372
137. Der Betriebspunkt des Ventilators 372
138. Drehzahlregulierung oder Drosselregulierung? 374
139. Labile Arbeitsbereiche des einzelnen Geblses 376
140. Befahrbare und nicht befahrbare labile Bereiche 377
141. Zusammenarbeiten mehrerer Geblse 378
a) Ermittlung der resultierenden Kennlinie bei Parallelschaltung 379
b) Hintereinanderschaltung von Geblsen 382
c) Labilitt, Pendeln 382
d) Parallelarbeiten von zwei gleichartigen Kreisen durch Querverbindung 383
e) Doppelseitig wirkende Geblse 387
142. Betriebsverhalten eines oder mehrerer Geblse bei Einschaltung in beliebige Leitungssysteme 388
a) Betriebskennlinie bei Leitungsverzweigungen 388
b) Kennlinienfeld der gleichwertigen Dsen 392
c) Vernderung der Ventilatorkennlinie durch eine Drosselstelle 392
d) Widerstand und Lfter als Glieder einer Leitung 394
e) Umfhrungsleitung zum Anfahren und Regulieren von Geblsen 397
f) Lfter und Widerstnde in beliebiger Kombination 399
g) Leitungssysteme mit Querverbindungen 401
h) Die undichte Leitung 404
i) Zustzliche Belastung eines Leitungssystems durch konstante berdrcke oder Unterdrcke 405
k) Impulsbelastung eines Ventilators 407
l) Belftung eines Raumes mit Luftrckfhrung 410
m) Zusammenarbeiten von zwei Lftern mit vernderlichem Widerstand 411
n) Auslegung bei schwankenden Widerstnden 412
o) Geschlossene Leitungssysteme 413
p) Ventilatorkennlinie bei verschiedenen Dichten 414
q) Die Betriebskennlinie bei verschiedenen Wichten 415
r) Experimentelle Ermittlung der Leitungskennlinie 418
s) Experimentelle Lsungen mit Kleinstmodellen 419
143. Elektrische Methoden zur Ermittlung der Betriebskennlinie 422
E. Sonderprobleme, Sonderanwendung 426
XVI. Grubenlfter und Kesselgeblse 426
144. Geblse fr Grubenbewetterung 426
145. Kesselgeblse 435
XVII. Typische Einzelanwendungen 445
146. Laufrder zum Umwlzen von Luft 445
147. Freilaufende Radialrder ohne Gehuse 448
148. Entlastung eines Geblses durch Warmluftauftrieb, Windeinflu, Fahrteinflu 450
149. Bewetterung durch Impulsantrieb, Tunnelbelftung 452
160. Impulsbelftung von Begehkanlen 457
151. Saugwirkung von offen umstrmten Leitungsffnungen (Dachlfter u. dgl.) 458
152. Wurfgeblse, Geblse fr Materialfrderung 463
153. Kleinstventilatoren 468
154. Aufladegeblse 472
F. Konstruktive Gestaltung und Konstruktionsmerkmale von Geblsen 474
XVIII. bersicht 474
155. Typische Ausfhrungen von Ventilatoren 474
156. Bemerkenswerte Konstruktionseinzelteile 484
157. Luftgekhlte Lager fr Heigasgeblse 486
G. Schallerzeugung und Schalldmpfung von Ventilatoranlagen 490
XIX. Die Schallerzeugung von Ventilatoren (bearbeitet von B. REGENSCHEIT) 490
158. Grundstzliches 490
159. Die Frequenzabhngigkeit des Ventilatorgerusches 494
160. Zusammenfassung 497
XX. Lrmminderung an Ventilatoren und lufttechnischen Anlagen (bearbeitet von E. GOEHLICH) 498
161. Grundbegriffe 498
162. Zulssige Schallpegel 503
163. Schallausbreitung 504
164. Schallpegelabnahmen im Kanalsystem 509
165. Schalldmpfer 512
166. Dmmung des von Ventilatorgehusen und Kanlen bertragenen Luft- und Krperschalls 521
H. Festigkeitsberechnungen 526
XXI. Kurze bersicht 526
167. Grundlagen 526
I. Experimentelle Erprobung von Ventilatoren 535
XXII. Allgemeine Gesichtspunkte 536
168. bersicht ber die Schaltungsmglichkeiten bei Versuchen mit Ventilatoren 536
169. Messung nach Log-Linear Regel 541
170. Fehlerquellen bei Druckmessungen 543
a) Ungleiche Druckverteilung im Leitungsquerschnitt 543
b) Ungleiche Druckverteilung entlang der Rohrleitung ohne Lngswirbel 545
c) Druckmessung bei Drallbewegung der Hauptstrmung 547
d) Fehlergren 549
e) Fehler beim freien Ansaugen 551
171. Aufwertung 551
172. Einflu der Re-Zahl auf Wirkungsgrad und Kennlinien von Ventilatoren 553
173. Versuchseinrichtungen, Versuchsgerte 557
XXIII. Messungen und ihre Fehlerquellen 561
174. Der Druckverlauf bei verschiedenen Memethoden 561
175. Mechanische Leistungsmessung 566
176. Beispiel eines Abnahmeversuches 567
a) Versuchsanordnung 567
b) Beschreibung der durchgefhrten Messungen und deren Auswertungen 567
c) Verwendete Megerte 670
Namen- und Sachverzeichnis 572
END
