Titel: | Neue Diagramme zur Turbinentheorie. |
Autor: | Camerer |
Fundstelle: | Band 317, Jahrgang 1902, S. 678 |
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Neue Diagramme zur Turbinentheorie.
Von Dr. Camerer, Gotha.
Neue Diagramme zur Turbinentheorie.
Die in folgendem beschriebenen Diagramme sind eine graphische Darstellung der
Hauptgleichung der Turbinentheorie.
Letztere möge daher zunächst in Kürze abgeleitet werden.
A. Ableitung der Hauptgleichung.
Dabei bedeuten (s. Fig. 1 und 2):
u die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades,
w die absolute Wassergeschwindigkeit,
v die relative Wassergeschwindigkeit,
h den absoluten Wasserdruck in m Wassersäule,
\frakfamily{h} die Gefällshöhe (s. Fig. 1),
H das Gesamtgefälle,
p den Druck der Atmosphäre in m Wassersäule,
δ den Winkel von w mit u,
β den Winkel von v nach
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 317, S. 677
Fig. 1.
Sämtliche Grössen werden, soweit sie an verschiedenen Stellen der Turbinenanordnung
auftreten, durch Indices unterschieden und zwar so, dass dem Obergraben kein Index,
den anderen Stellen aber die aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Numerierung entspricht.
Mit ρ . H wird derjenige
Bruchteil des Gefälles bezeichnet, der durch Reibung und Wirbelung des Wassers
verbraucht wurde und zwar so, dass z.B. ρ2 . H den Verlust von
Punkt 1 bis 2 bedeutet,
Dann ergeben sich aus einer wiederholten Anwendung des Gesetzes von der Erhaltung der
Arbeit für die verschiedenen in Fig. 1 und 2 gekennzeichneten Punkte folgende Gleichungen:
\frac{{w_0^3}}{2\,g}+h_0=\frac{w^2}{2\,g}+\frakfamily{h}+p+\frakfamily{h}_0-\varrho_0\,\cdot\,H
\frac{{w_1^2}}{2\,g}+h_1=\frac{w^2_0}{2\,g}+h_0+\frakfamily{h}_1-\varrho_1\,\cdot\,H
\frac{v_2^2}{2\,g}-h_2=\frac{v_1^2}{2\,g}+h_1+\frakfamily{h}_2-\frac{u_1^2-u_2^2}{2\,g}
\frac{{w_3^2}}{2\,g}+h_3=\frac{w^2_2}{2\,g}+h_2+\frakfamily{h}_3-\varrho_3\,\cdot\,H
\frac{{w_4^2}}{2\,g}+\frakfamily{h}_4+p=\frac{w^2_3}{2\,g}+h_3+\frakfamily{h}_4-\varrho_4\,\cdot\,H
durch Addition, wobei
ρ0 + ρ1 + ρ2 + ρ3 + ρ4 = ρ
\frac{w^2}{2\,g}+\frakfamily{h}+\frakfamily{h}_0+\frakfamily{h}_1+\frakfamily{h}_2+\frakfamily{h}_3-\frakfamily{h}_4=H
Textabbildung Bd. 317, S. 677
Fig. 2.
(H = Gesamtgefälle inkl.
Geschwindigkeitshöhe im Obergraben) gesetzt wird, folgt die allgemein giltige
Arbeitsgleichung:
w12 – v12 + u12 – w22 + v22 – u22 + w42 = 2 g H (1 – ρ)
In dieser Gleichung liegt, so lange wir nicht imstande sind auf anderem Wege, als
durch Anwendung des Gesetzes von der Erhaltung der Arbeit, an hydraulische Vorgänge
heranzutreten, die ganze Turbinentheorie.
Auf ihren Geltungsbereich werden wir an späterer Stelle an Hand der nunmehr zu
konstruierenden Diagramme näher eingehen.
B. Die Konstruktion der Diagramme
besteht nun einfach in der Verlegung obiger, aus einer Summe
von Quadraten bestehenden Hauptgleichung in eine Reihe von Ausdrücken von der
Form
c
2
– b
2
= a
2
deren jeder durch ein rechtwinkliges Dreieck graphisch
dargestellt werden kann.
So bilden wir ein erstes Dreieckspaar in Fig. 3 nach
folgender Zerlegung:
√(2 g H (1 – )2) - w42
=\sqrt{w_1^2+v_1^2+v_2^2-u_2^2+u_1^2-w_2^2}^2
dann wieder
=\sqrt{w_1^2-v_1^2+v_2^2-u_2^2+u_1^2}^2-w_2^2
Nun mit dem letzten Wurzelausdruck ein zweites Dreieckspaar in
Fig. 4
\sqrt{w_1^2-v_1^2+v_2^2-u_2^2+u_1^2}^2-u_1^2
=\sqrt{w_1^2-v_1^2+v_2^2-u_2^2}^2
und dieses dann gleich
=\sqrt{w_1^2-v_1^2+v_2^2}^2-u_2^2
Textabbildung Bd. 317, S. 678
Fig. 3.
Und entsprechend in Fig.
5.:
\sqrt{w_1^2-v_1^2+v_2^2}^2-v_2^2
=\sqrt{w_1^2-v_1^2}^2
=w_1^2-v_1^2
Zur bequemen Handhabung sind schliesslich die drei Dreieckspaare in Fig. 6 auf einander gelegt, wobei die Spitze des die
w beherrschenden Dreieckspaares mit W, die Spitzen der beiden andern Dreieckspaare
entsprechend mit V und U
bezeichnet wurden.
Textabbildung Bd. 317, S. 678
Fig. 4.
Die drei Dreieckspaare hängen dadurch zusammen, dass
\overline{W\,e}=\overline{U\,a}-\sqrt{w_1^2-v_1^2+v_2^2-u_2^2+u_1^2} und
\overline{U\,f}=\overline{V\,g}=\sqrt{w_1^2-v_1^2+v_2^2} ist.
C. Allgemeine Betrachtung zur Diskussion der Diagramme.
Die Diagramme sind, wie gezeigt, nichts anderes, als eine graphische Darstellung der
Hauptgleichung. Ihre praktische Verwendbarkeit wird in den letzten Abschnitten an
Beispielen gezeigt werden. Hier soll zunächst ihr Geltungsbereich näher untersucht
und als Einleitung dazu die Frage aufgestellt werden: Welches ist zwischen zwei Reservoiren bei gegebener Niveaudifferenz die
grösstmöglichste Wassergeschwindigkeit?
Textabbildung Bd. 317, S. 678
Fig. 5.
Textabbildung Bd. 317, S. 678
Fig. 6.
Auf diese Frage etwas näher einzugehen, möge dem Verfasser gestattet sein, da er
häufig unklaren Anschauungen in ihrer Beantwortung begegnet ist.Unrichtig ist z.B. die Anschauung, die grösstmögliche Geschwindigkeit wmx an der
engsten Stelle einer Rohrleitung sei die, welche dem Gesamtgefälle H abzüglich Reibungshöhe ρ . H nach der Gleichungw_{m\,x}=\sqrt{2\,g\,H\,(1-\varrho)} entspricht.
Zu Grunde gelegt sei eine einfache Rohrleitung mit veränderlichem Querschnitt nach
Art von Fig. 7, wie sie vom Verfasser zur
experimentellen Veranschaulichung des vorliegenden Vorgangs konstruiert wurde.
Es ist einleuchtend, dass die interessierende grösste Geschwindigkeit an der engsten
Stelle, d.h. bei Punkt 1 eintreten wird. Heber ihre Grösse müssen wieder die
Arbeitsgleichungen Auskunft geben. Dazu gelten, soweit sie hier auftreten, dieselben
Bezeichnungen wie bei Fig. 1 und 2.
Der Einfachheit halber sind die Punkte 0 und 2 (s. Fig.
7) in den Wasserspiegel gelegt, ferner sind die beiden Reservoire,
zwischen denen das Ueberfliessen erfolgt, so gross angenommen, dass das
Arbeitsvermögen der Geschwindigkeiten w0 und w2 verschwindend klein ist.
Dann lauten die Arbeitsgleichungen
1. für Punkt 1: \frac{w_1^2}{2\,g}+h_1=\frakfamily{h}_1+p-\varrho_1\,\cdot\,H
2. für Punkt 2: p=\frac{w_1^2}{2\,g}+h_1-\frakfamily{h}_2-\varrho_2\,\cdot\,H
Textabbildung Bd. 317, S. 679
Fig. 7.
Die erste und wichtigste Bedingung folgt nun aus einer Addition dieser beiden
Gleichungen und bemerkenswerter Weise gerade dadurch, dass w1 hinausfällt. Es bleibt nämlich
3. (\rho_1+\rho_2)\,.\,H=h_1-h_2=H
d.h. es besteht bei sehr grosser Ein- und Austrittsfläche in
erster Linie kerne andere Bedingung für w1,
sowie die sämtlichen in der Rohrleitung auftretenden
Geschwindigkeiten, als dass dieselben so lange wachsen müssen, bis die durch sie
erzeugte Reibungsarbeit die ganze Gefällsarbeit aufgezehrt hat, d.h.
bis
ρ = 1 ist.
Bis dahin wird also w1
immer wachsen (unter Vernachlässigung der Reibung wäre demnach ein Beharrungszustand
überhaupt undenkbar), wenn nicht etwa vorher die zweite Grenze für grösstes w1, die Bedingung der
Kontinuität des Wasserfadens überschritten wird.
Letztere verlangt an jeder Stelle der Rohrleitung Positive Wasserdrucke. Somit folgt
die Grenze von w1 aus
Gleichung 1, wenn h1 =
0 gesetzt wird:
w_{1\,m\,x}=\sqrt{2\,g\,(\frakfamily{h}_1+p-\varrho_1\,H)}
d.h. w1findet seine zweite Grenze, wenn die gesamte vor der fraglichen Stelle vorhandene Gefällshöhe
+ Atmosphärendruck abzüglich Reibungshöhe in kinetische
Energie umgewandelt ist.
Man erkennt, dass für eine horizontale Rohrleitung mit Mehreren
Querschnittsverengungen die Kontinuitätsbedingung an den, dem Einfluss zunächst
gelegenen Stellen die grössten Geschwindigkeiten zulässt, da hier noch ρ am kleinsten ist, ferner dass diese Grenze durch
Tieflegen der Rohrleitung unter die beiden Wasserspiegel beliebig gesteigert Werden
kann.
Nimmt man die Geschwindigkeit in den Gefässen nicht = 0 an, sondern rechnet noch mit
einer Zufluss- und Abflussgeschwindigkeit w0 und w2, so ändern sich diese Bedingungen grundsätzlich
nicht.
Fliesst z.B. das Wasser mit w2 fort, so ändert sich die zweite Bedingung
w_{1\,m\,x}=\sqrt{2\,g\,(\frakfamily{h}_1-p-\varrho_1\,H)}
überhaupt nicht, während die erste Bedingung durch die nun
geänderte Gleichung
\frac{w_2^2}{2\,g}+(\varrho_1+\varrho_2)\,H=H
zeigt, dass nunmehr die Steigerung der Geschwindigkeit von w1 ihre Grenze finden
muss, wenn die Gefällshöhe H verbraucht ist in der
kinetischen Energie von w2 + Reibungsarbeit.
Die Grenze der zweiten Bedingung zu erreichen wird nur bei sehr hohen Gefällen unter
besonders günstigem g2
möglich sein, im allgemeinen tritt die Grenze der ersten Bedingung in Wirksamkeit,
wonach also – unter Vernachlässigung der Abflussgeschwindigkeit – w1
einfach eine Funktion der Reibung und erst indirekt durch
diese auch des Gefälles ist.
Es erübrigt nun noch auf die physikalische Verschiedenheit der Reibungsarbeiten ρ1 . H und ρ2 . H hinzuweisen.
ρ1 . H tritt in dem Teil der
Rohrleitung auf, in welchem Druck in Geschwindigkeit umgesetzt wird. Diese Umsetzung
vollzieht sich, da die Geschwindigkeitssteigerung von der zunehmenden
Querschnittsverengung erzwungen wird, im allgemeinen in eindeutiger und einfacher
Weise. Dem entsprechend wird ρ1
H relativ klein sein.
Umgekehrt ist die Verlangsamung des Wassers, die Rückumsetzung der Geschwindigkeit in
Druckhöhe durch die Querschnitte nicht erzwungen, daher auch nicht eindeutig. Das
Wasser hat das Bestreben, mit der einmal gehabten Geschwindigkeit auch durch die
erweiterten Querschnitte durchzuschiessen, wodurch Wirbel auftreten, deren Reibung
ihm schliesslich alle oder doch einen grossen Teil der kinetischen Energie verzehren
kann.
Demnach wird ρ2 . H im allgemeinen unsicher, und unter ungünstigen
Verhältnissen sehr gross sein.
Für den Fall, dass gar keine Rückumsetzung von Geschwindigkeit in Druckhöhe
stattfindet, wird
\varrho_2\,\cdot\,H=\frac{w_1^2}{2\,g}
daraus nach Gleichung 3
ρ1H + ρ2 . H = H nun
\frac{w_1^2}{2\,g}=H-\varrho_1\,H;\ w_1=\sqrt{2\,g\,H\,(1-\varrho_1)}
die bekannte Form für Ausflussgeschwindigkeiten, wenn im Punkt
1 Ausfluss ins Freie stattfände. (Vergleiche Fussnote auf Seite 679).
Es ist hier nicht die Stelle auf die schwierige Beantwortung der Frage, in wieweit
sich Geschwindigkeit in Druckhöhe umsetzen und dadurch der Betrag von ρ2
H vermindern lässt, näher einzugehen.
Die Versuche mit konisch divergierenden Ausflussröhrchen, sowie dem
Venturiwassermesser geben darüber einigen Aufschluss.
Als allgemeine Grundsätze darf aber wohl folgendes behauptet werden:
1. Die Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck erfolgt um so besser, je grosser der
Einfluss der Wandungen gemacht werden kann, d.h. je dünner die Rohrleitung und je
langsamer ihre Erweiterung ist.
2. Das Wasser wird leichter eine Richtungsänderung, als eine Geschwindigkeitsänderung
vornehmen.
Aus letzterem folgt, dass eine Rückumsetzung von Geschwindigkeit in Druckhöhe
überhaupt nur bei achsialer Wasserführung zu erwarten ist. Besitzt das Wasser z.B.
eine schraubenförmige Bewegung in der Rohrleitung, so wird es leicht bei einer
Querschnittserweiterung durch eine Verringerung der „Ganghöhe“ mit
Beibehaltung seiner Geschwindigkeit den erweiterten Querschnitt ausfüllen.
D. Diskussion der Diagramme.
Bei der Konstruktion der Diagramme sind zum Teil im Anschluss an die eben gemachten
Erwägungen eine Reihe von Gesetzen und Bedingungen zu beachten, die einer
willkürlichen Verzerrung derselben ins Ungemessene ihre Schranken setzen.
Es möge zunächst
1. Die Berücksichtigung der Wasserreibung
besprochen werden, sowohl weil die Aufzeichnung der
Diagramme im allgemeinen eine Schätzung der Reibungsgrössen
(ρ) voraussetzt, als auch weil diese
Betrachtung auf eine erwünschte Vereinfachung der Diagramme führt.
Die im vorigen Abschnitt über die grösste Wassergeschwindigkeit aufgestellte
Beziehung findet hier bezüglich der Wasserreibung ihren mathematischen Ausdruck
einfach in unserer Hauptgleichung und lautet:
Die Wassergeschwindigkeiten werden solange wachsen, bis
die Differenz zwischen der gesamten vorhandenen Energie einerseits und der
abgegebenen Arbeit + der kinetischen Energie
des abfliessenden Wassers andererseits in Reibungsarbeit verbraucht
ist.
Aus dem, was im vorigen Abschnitt über die Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck
gesagt wurde, folgt, dass die Stellen mit Querschnittserweiterung besonders
kritisch in Bezug auf Reibungsverlust angesehen werden müssen.
Dabei kommen bei normalen Turbinen besonders 3 in Betracht.
1. Beim Uebergang von w0 auf w1
Hier wird sich die Querschnittserweiterung mit Rücksicht auf die Stärke der
Leitradschaufeln im allgemeinen nicht vermeiden lassen. Dementsprechend ist ρ1 mit relativ
hohem Betrage in Rechnung zu stellen.
2. Beim Durchgang durch das Laufrad.
Hier kann und soll daher auch jede Querschnittserweiterung vermieden werden, d.h.
für jeden Wasserfaden soll v2 ≧ v1 im Diagramm \overline{b\,d}\,\geq\,\overline{d\,g} gemacht werden, aber
auch unterwegs soll keine Unstetigkeit vorkommen.
3. Beim Uebergang aus dem Laufrad in den Untergraben.
Zunächst ist beim Austritt aus dem Laufrad die der Schaufelstärke entsprechende
Querschnittserweiterung im allgemeinen nicht zu vermeiden.
Dann aber wird man auch eine Erweiterung des Saugrohrs entsprechend einer
gewünschten Untergrabengeschwindigkeit w4 mit möglicherweise vermehrter Saugwirkung sich
nicht entgehen lassen, da sie sich aus dem für w2 konstrukiv festgelegten Austrittsquerschnitt
mit geringen Kosten erzielen lässt und eine massige Erweiterung jedenfalls nicht
schaden kann.
Aus den besprochenen Gründen wird aber ein vorsichtiger Konstrukteur nicht mit
erheblichem Wiedergewinn von Druckhöhe rechnen, sondern vielleicht annehmen,
dass die kinetische Energie \frac{w_2^2-w_2^4}{2\,g} in Reibung verzehrt wird, d.h. er
wird
\frac{w_2^2-w_4^2}{2\,g}=(\varrho_3+\varrho_4)\,\cdot\,H
setzen.
Dies führt zu folgender Vereinfachung der Diagramme:
Es war Fig. 6.
und
\overline{W\,e}=\overline{U\,a}=\sqrt{2\,g\,H\,(1-[\varrho_0+\varrho_1+\varrho_2+\varrho_3+\varrho_4])+w^2_2-w_4^2}
Danach fällt (ρ3 +
ρ4) . 2 g H gegen w^2_2-w_4^2 hinaus; es bleibt
\overline{U\,a}=\sqrt{2\,g\,H\,(1-[\varrho_0+\varrho_1+\varrho_2])}
und wenn man nun ρ0 + ρ1 + ρ2 mit ρ bezeichnet,
so lässt sich nunmehr die Zeichnung des Diagramms mit
\overline{U\,a}=\sqrt{2\,g\,H\,(1-\varrho)}
beginnen (Fig. 8).
Der Linienzug cWe (Fig.
6) ist ganz weggefallen. Da hierin keine Spezialisierung, sondern eine
gewisse Sicherheit der Rechnung liegt, so soll für die weiteren Untersuchungen
das in Fig. 8 gezeichnete vereinfachte
Diagramm (ohne w2
und w4) Verwendung
finden.
Es sei hier auch beigefügt, dass im allgemeinen aus äusseren Gründen die
Wassergeschwindigkeit w des Obergrabens für die
Turbine nicht nutzbar gemacht werden kann, sondern in Wirbelreibung aufgezehrt
wird.
In solchem Falle vereinfacht sich die Anschauung, wenn man in H die doch verloren gegebene
Obergrabengeschwindigkeitshöhe \frac{w^2}{2\,g} garnicht erst einbezieht (wie nach der
Hauptgleichung [Seite 677] vorgesehen war), wobei man dann gleichzeitig
natürlich den Verlust ρ0 . H um den Betrag dieser Wirbelreibung
niedriger einschätzen muss.
Nach vorstehend Geäussertem ergiebt sich leicht aus dem Diagramm die grösste
Geschwindigkeit w1.
Sie tritt ein für v2 =
vl, dann wird in Fig. 8 bezw. 9
\overline{b\,V}=w_1=\overline{V\,g}=\sqrt{2\,g\,H\,(1-\varrho)-u_1^2+u_2^2}.
Textabbildung Bd. 317, S. 680
Fig. 8.
Textabbildung Bd. 317, S. 680
Fig. 9.
Schliesslich sei noch besonders, darauf hingewiesen, dass durch Wegfall des
Dreieckspaares cWe der Fig. 6 die Grösse w2 ganz aus der Diagramm-Konstruktion
verschwunden ist; d.h. die vereinfachten Diagramme sind
unabhängig von den Austrittsgeschwindigkeiten, also auch vom
Austrittsverlust.
Erst durch Anfügen des Austrittsdreiecks wird w2 und ∢β2 festgelegt.
Zusammenfassend hat uns danach die Betrachtung der Reibungsverhältnisse
folgende Ergebnisse geliefert:
a)v2 ≧ v1 als
Bedingung für kleines ρ2
b)
w_{1\,m\,x}=\sqrt{2\,g\,H\,(1-\varrho)-u_1^2+u_2^2}
c) die Vereinfachung der Diagramme unter der Annahme
\frac{w_2^2-w_4^2}{2\,g}=H\,(\varrho_3+\varrho_4)
d) Wegfall des w2 und w4 aus den Diagrammen.
Als nächster Punkt möge nun die zweite Bedingung der grössten
Wassergeschwindigkeit nach vorigem Abschnitt
2. Die Bedingung der Kontinuität des Wasserfadens
auf die Turbinen Anwendung finden.
Dieselbe wird, wie angegeben, dann erreicht, wenn die gesamte vor der fraglichen Stelle vorhandene Gefällshöhe +
Atmosphärendruck abzüglich Reibungshöhe in kinetische Energie umgesetzt ist.
Eine kritische Stelle ist vor allem bei wl, bezw. bei w0, Welches durch die
Leitradschaufel-Verengung noch grösser sein kann als w1.
Danach muss also
w_0\,\leq\,\sqrt{2\,g\,(\frakfamily{h}+\frakfamily{h}_0+p-\varrho_0\,\cdot\,H)} und
w_1\,\leq\,\sqrt{2\,g\,(\frakfamily{h}+\frakfamily{h}_0+\frakfamily{h}_1+p-(\varrho_0+\varrho_1)\,H)} sein.
Diese Bedingung könnte z.B. leicht bei hohem Gefälle, wenn gleichzeitig
v2 = vv wo
w_1=\sqrt{2\,g\,H\,(1-\varrho)+u_2^2-u_1^2}
und u2 > u1 (innere Radialturbine), überschritten
werden.
Bei v2, wo im
allgemeinen der niedrigste Druck in einer Turbine herrschen wird, ist nur dann
Bedenken, dass die Kontinuität unterbrochen werde, wenn die Turbine hoch über
dem Unterwasser steht und im Saugrohr thatsächlich eine Rückumsetzung von
Geschwindigkeit in Druckhöhe stattfindet, so dass
\frac{w_2^2-w_4^2}{2\,g}+\frakfamily{h}_3+\frakfamily{h}_4-\frakfamily{h}'_4-(\varrho_3+\varrho_4)\,H
rechnungsmässig grösser ausfallen müsste als p.
Als weitere wichtige Bedingung wird
3. Die Erfüllung der Geschwindigkeitsparallelogramme
verlangt.
Je 3 zu einem Dreieck nach Fig. 2 zu vereinigende
Geschwindigkeiten müssen der Bedingung genügen, dass die Summe von zwei Seiten
nicht grösser sein darf, als die dritte SeiteDiese mathematische Grenze führt zu Winkeln von 0° bis 180°. Die
konstruktive Ausführung der Schaufeln verlangt natürlich, dass man nicht
soweit gehe, sondern an der Grenze praktisch ausführbarer Schaufelwinkel
Halt mache..
Die Erfüllung dieser Bedingungen lässt sich mit einem Blick übersehen, wenn aus dem Diagramm nach Fig. 8 die betreffenden Geschwindigkeitsdreiecke
entwickelt werden. Durch Schlagen eines Kreises mit \overline{b\,d}=v_1 um d (siehe Fig. 8) und
eines zweiten mit \overline{V\,b}=w_1 um a erhält man das
Geschwindigkeitsdreieck für den Eintritt (vergl. Fig.
2) mit den Winkeln δ1 und β1.
Durch Schlagen eines Kreises mit \overline{d\,g}=v_2 um d,
und w2 um f ergiebt sich das Geschwindigkeitsdreieck für den
Austritt. (Vergl. Fig. 2.)
Durch Konstruktion dieser Geschwindigkeitsdreiecke ist es nun leicht, sei es
für eine im Diagramm vorgenommene Aenderung die resultierenden Schaufelwinkel
kennen zu lernen, sei es die Diagramme einem gewünschten Eintritts- oder
Austrittsdreieck anzupassen.
Schliesslich verlangt noch
4. Die Bedingung kleinen Austrittsverlustes d.h. eines kleinen w2
dass v2 von u2 nicht sehr verschieden sei.
E. Vereinfachung der Diagramme unter der Annahme verschiedener, häufig angewendeter Konstruktionsregeln.
Fig. 8 zeigt die Diagramme zusammengestellt für
senkrechten Austritt von w2. Es lässt sich leicht aus der Figur nachweisen, dass dann
u_1=\sqrt{(g\,\cdot\,H)\,[1-\varrho]-\frac{w_2^2}{2})\,\cdot\,\frac{sin\,(\beta_1-\delta_1)}{sin\,\beta_1\,cos\,\delta_1}}
und wenn man 1-\varrho-\frac{w_2^2}{2\,g\,H}=\eta (WirkungsgradWas natürlich nur unter der angenommenen Vernachlässigung der
Saugrohr-Wirkung zutrifft. setzt
u_1=\sqrt{\eta,g\,h\,\cdot\,\frac{sin\,(\beta_1-\delta_1)}{sin\,\beta_1\,cos\,\delta_1}}
In Fig. 9 ist v2
= u2 gemacht. Dadurch
fällt Punkt V auf U. Aus
der Figur folgt unmittelbar
u_1=\sqrt{g\,h\,(1-\varrho)\,\frac{sin\,(\beta_1-\delta_1)}{sin\,\beta_1\,cos\,\delta_1}}
Textabbildung Bd. 317, S. 681
Fig. 10.
Besonders einfach wird das Diagramm, wenn gleichzeitig, wie in Fig. 10 ∢β1 = 90° gemacht wird. Dann wird \overline{d\,V}=u_1; δ
1 erscheint bei V und
es ergiebt sich
u_1=\sqrt{g\,H\,(1-\varrho)}
(Schluss folgt.)