Auslegung und Berechnung der Rückführkanäle einer Radialmaschine

Abstract

In dieser Diplomarbeit werden die Leitvorrichtung, der Umlenkbereich und die Rückführkanäle behandelt, welche bei mehrstufigen Pumpturbinen notwendig sind. Nach einer hydraulischen Auslegungsrechnung in Anlehnung an die Literatur wird ein Kompaktleitrad konstruiert. Einen Schwerpunkt der Arbeit stellt die Parametrisierung dieser Kompaktleitradkonstruktion dar. Sie wird für eine Optimierung sinnvoll gewählt und lässt so eine schnelle tabellarische Anpassung an verschiedenste Auslegungspunkte zu. Anschließend werden die in Umlenkkanälen auftretenden, komplexen Strömungsvorgänge im Pump- und Turbinenbetrieb mit geeigneten Mitteln numerisch untersucht. Dabei wird im Pumpbetrieb zwischen den Lastarten Teillast, Optimum und Überlast unterschieden. Die Qualität der Umlenkung wird durch Kennzahlen beschrieben und macht auf diese Weise verschiedene Geometrieversionen miteinander vergleichbar.<br />

This thesis gives a deep insight into the refeeding channel, which is required by a multistage pumpturbine. After a hydraulic calculation in accordance with the literature, a compact guide wheel is designed. One main focus of the thesis is the parametric design of the guide wheel, which allows a quick adaptation to various tabular design points. After that, the complex flow proccesses which are ocurring within the pump- and turbine operation, are investigated numerically.<br />Within the pump operation a distinction is made between the load types part load, optimum and overload. The quality of deflection is evaluated with the help of classification numbers and therefore allows comparability between different geometrical designs.