Titel: | Theorie der Turbine, nach de Pambour. |
Fundstelle: | Band 184, Jahrgang 1867, Nr. LXXX., S. 389 |
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LXXX.
Theorie der Turbine, nach de Pambour.
de Pambour's Theorie der Turbine.
In der betreffenden Abhandlung im polytechn. Journal Bd. CLXXXII S. 264 ist die Leistung der
Turbine unter der Voraussetzung berechnet, daß der Wasserverbrauch per Secunde bekannt sey. Dieser Wasserverbrauch ist aber
in den meisten Fällen nicht bekannt und muß daher berechnet werden, wozu de Pambour
(Comptes rendus t. LXIV p.
352; Februar 1867) folgenden Weg einschlägt.
Die Geschwindigkeit des aus dem Reservoir in das Rad eintretenden Wassers hängt von
der Gefällhöhe und der Centrifugalkraft der Turbine ab; sie läßt sich darstellen
durch die Formel
U² = 2gH + v² – v''² oder PU²/2g = HP + P/2g (v² – v''²) . . . 1)
wobei U die Geschwindigkeit des
Wassers beim Austritt aus dem Reservoir, H die
Gefällhöhe, P den Wasserverbrauch per Secunde, v die Geschwindigkeit des äußeren
und v'' die des inneren Umfanges der Turbine bezeichnet.
Es ist auch v'' = (R''/R)v, wenn R und R'' die Halbmesser des
inneren und äußeren Turbinenumfanges bezeichnen. Die obige Gleichung würde zur
Bestimmung der Bewegungsverhältnisse genügen, wenn die Bewegung des Wassers im
Reservoir keine Hindernisse erlitte. Das Wasser muß aber der Krümmung der
Leitschaufeln folgen, die im Boden des Reservoirs befestigt sind, und daraus
entsteht eine Centrifugalkraft, welche berücksichtigt werden muß. Denkt man sich
einen Canal von zwei hintereinander liegenden kreisbogenförmigen Schaufeln begrenzt,
deren eine dem Wasser ihre concave Seite zukehrt und die Wirkung der
Centrifugalkraft aufnimmt, während die andere nur die Dicke des Wasserstrahles
zwischen beiden Schaufeln bestimmt, und sey r der Radius
der ersten Schaufel, r͵͵ die mittlere
Entfernung der zweiten Schaufel von demselben Centrum und U₁ die Geschwindigkeit des Wassers in dem Canale, so ist die Arbeit
der Centrifugalkraft in einer Secunde = P/2g (r,² –
r͵͵²)/r͵² U₁². Diese
Arbeit wird durch die Festigkeit des Reservoirs vernichtet, es entsteht aber daraus
ein Verlust an lebendiger Kraft, der berechnet werden muß. Da die Geschwindigkeiten
des Wassers innerhalb und außerhalb des Reservoirs sich umgekehrt wie die
Querschnitte der durchlaufenen Canäle verhalten, so ist, wenn Q₁ den contrahirten Querschnitt zwischen den Leitschaufeln, O den der Austrittsöffnung und
U die dem letzteren entsprechende Geschwindigkeit
bezeichnet, U₁ = O/O₁ U₁. Setzt man diesen Werth in die für die Arbeit gefundene Gleichung
ein und führt dann diesen Werth in Gleichung 1 ein, so wird
Textabbildung Bd. 184, S. 390
Aus dieser Gleichung findet man, da das Volumen des Wassers P₁ = OU ist, wenn man die anderen
Bewegungsverhältnisse als nebensächlich oder als in den Contractionscoefficienten
einschließbar ansieht,
Textabbildung Bd. 184, S. 390
Man braucht also zur Berechnung des Wasserverbrauches nur die beiden Krümmungsradien
r₁ und r'' zu
messen und den Querschnitt der Leitcanäle zu berechnen, indem man einen dieser
Canäle unter Berücksichtigung der Schaufeldicke mißt und das so erhaltene Resultat
mit der Zahl der Canäle multiplicirt.
Zur Controlirung der oben gefundenen Formel berechnete Pambour eine Anzahl Versuche, welche Morin mit
der Mühlbach'schen Turbine angestellt hat; er fand dabei, daß die Formel für den
Wasserverbrauch nur ein um 1,2 Proc. geringeres Resultat ergibt als der Durchschnitt
aller Versuche. (Deutsche Industriezeitung, 1867, Nr. 15.)