Kreiselräder als Pumpen und Turbinen

A. Das Wichtigste aus der Hydromechanik.- I. Die Eigenschaften der idealen, volumenbeständigen Flüssigkeit, Grundbegriffe und Formulierungen.- 1. Unzusammendrückbarkeit und Regungslosigkeit.- Der Begriff des Flüssigkeitsdruckes.- 2. Kraftwirkungen an einem Flüssigkeitsteilehen.- 3. Ruhende Flüssigkeiten.- II. Die charakteristischen Bewegungsformen strömender Flüssigkeit und ihre Beschreibung.- 4. Stationäre und nichtstationäre Bewegungen.- a) Stationäre Bewegung. Stromlinien und Stromröhren.- b) Nichtstationäre Bewegung bei festbleibenden Stromröhren.- c) Nichtstationäre Bewegung mit wechselnden Stromröhren. Durchfluß- und Verdrängungsströmungen.- d) Allgemeine Beschreibung des Geschwindigkeitsfeldes.- e) Darstellung des Geschwindigkeitsvektors als Funktion des Ortes und der Zeit.- 5. Absolute und relative Bewegung.- 6. Randbedingungen.- 7. Kontinuitätsgleichungen.- 8. Beschleunigung der Flüssigkeitsteilchen.- a) Stationäre oder konvektive Beschleunigung.- b) Lokale und substantielle Beschleunigung.- c) Tangential- und Normalbeschleunigungen.- d) Darstellung der Beschleunigung im kartesischen Koordinatensystem.- III. Dynamik der idealen Flüssigkeit.- 9. Eulersche Gleichungen.- 10. Die Strömungsenergie.- 11. Die Bewegungsgleichungen für stationäre Strömungen mit konstanter Strömungsenergie.- 12. Strömungen einer idealen Flüssigkeit mit konstanter Energie in einem Rotationshohlraum.- IV. Die zähe Flüssigkeit.- 13. Vergleich von Ergebnissen der Theorie der idealen Flüssigkeit mit der Erfahrung.- 14. Grundlegende Einzelerfahrungen an wirklichen Flüssigkeiten.- a) Laminare und turbulente Bewegung.- b) Verhalten an den Wänden.- c) Das Elementargesetz der inneren Flüssigkeitsreibung. Abänderung des Begriffes Flüssigkeitsdruck.- d) Prüfung des Reibungsansatzes durch die Strömung im Kreisrohr.- e) Gegensatz zwischen beschleunigten und verzögerten Strömungen.- 15. Stellung der Theorie zu den Erfahrungstatsachen.- a) Ähnlichkeitsgesetze.- b) Spezielle Theorien.- c) Die Prandtlsche Grenzschichtentheorie.- 16. Zahlenmäßige Angaben über Energieverluste.- I. Strömung in geschlossenen Rohren und Kanälen.- II. Widerstand eingetauchter Körper.- 17. Schlußfolgerungen für die Theorie der Kreiselräder.- V. Kraftwirkungen und Energieaustausch zwischen strömender Flüssigkeit und ruhenden oder bewegten starren Körpern.- 18. Ablenkung eines Flüssigkeitsstrahles an einer Führungsfläche. Der Begriff des Impulsstromes.- 19. Beeinflussung eines unendlich ausgedehnten homogenen Luftstromes durch einen Tragflügel.- 20. Stationäre Strömung durch ein feststehendes Parallelgitter.- 21. Ebene stationäre Strömung durch ein feststehendes Kreisgitter.- 22. Der Energieaustasuch zwischen strömender Flüssigkeit und bewegten starren Körpern.- 23. Das gleichförmig bewegte gerade Gitter.- 24. Das gleichförmig sich drehende Kreisgitter.- B. Die vollbeaufschlagten Kreiselräder in geschlossener Strömung.- VI. Beschreibung der vollbeaufschlagten, geschlossen durchströmten Kreiselräder und ihres Strömungsfeldes.- 25. Die wesentlichen Konstruktionselemente.- 26. Charakteristische Ausführungsformen.- 27. Die Strömung im Arbeitsraum (Rotationshohlraum).- 28. Vereinfachung des Strömungsbildes für eine eindimensionale Grundzugstheorie.- 29. Die Änderung des Dralles durch die Kreiselräder.- VII. Kraftwirkungen und Energieaustausch in den vollbeaufschlagten, geschlossen durchströmten Kreiselrädern.- 30. Axialschub und Drehmoment. Unterschied zwischen Pumpen und Turbinen.- 31. Energiebilanz der verlustlosen Kreiselradmaschine. Hauptgleichung der Kreiselradtheorie.- 32. Energiebilanz wirklicher Kreiselradmaschinen.- 33. Die Energie und Druckverteilung in den Kreiselradmaschinen. Der Radüberdruck.- 34. Berechnung des Verhaltens der Kreiselradmaschinen bei wechselnden Betriebszuständen mit Hilfe der Energiebilanz.- VIII. Ähnlichkeitsbeziehungen und Typenreihen der Kreiselräder.- 35. Ähnliche Kreiselradmaschinen und ähnliche Betriebszustände.- 36. Die Ähnlichkeit der dynamischen Druckverteilung.- 37. Zusammenwirken von dynamischer und statischer Druckverteilung.- 38. Kavitation in Kreiselrädern.- 39. Einheits- und spezifische Größen der Kreiselradmaschinen.- 40. Darstellung der Einheitswerte und der spezifischen Drehzahl durch Strömungs- und Formcharakteristiken.- 41. Formen und Eigenschaften der Kreiselradtypen in Abhängigkeit von den Werten Da/De, m und k.- a) Allgemeines.- b) Die Schluckfähigkeit.- c) Geeignete Kombinationen von Schluckfähigkeit und Stichzahl.- d) Der Einfluß von Da/De, und m auf die Eigenschaften der Maschinen.- e) Variation der Werte Da/De, m und k für die Kreiselradtypen.- 41. Das Verhalten der verschiedenen Typen bei wechselnden Betriebszuständen.- 42. Die Regulierung der vollbeaufschlagten, geschlossen durchströmten Kreiselräder.- IX. Ergänzungen zur Grundzugstheorie der vollbeaufschlagten Kreiselräder in geschlossener Strömung.- 44. Die Differentialgleichung für die Geschwindigkeitsverteilung einer idealen Flüssigkeit auf dem Parallelkreis zwischen den Schaufeln.- 45. Integration der Differentialgleichung der Geschwindigkeitsverteilung.- 46. Die Geschwindigkeitsverteilung über die Breite des Kreiselradprofils hinüber.- 47. Der Leistungsbedarf bei der Durchflußmenge Null und die Abhängigkeit der Durchflußverluste vom Verhältnis Q/n.- 48. Schlußbemerkung zu den Ergänzungen.- C. Vollbeaufschlagte Kreiselräder im offenen Strom.- X. Strahltheorie der Axialräder im offenen Strom.- 49. Beschreibung der Anordnung und des Strömungsfeldes für die technisch wichtigsten Ausführungsformen.- 50. Impuls- und Energiesätze für die offenen Stromräder.- 51. Ideale Grenzfälle mechanisch angetriebener Stromräder (Drallloser Strahl).- 52. Gütegrad wirklicher Ausführungen.- 53. Wirkliche Ausführungen freifahrender Propeller (Strahl mit Drall).- 54. Wirkliche Ausführungen ortsfester, mechanisch angetriebener Stromräder.- 55. Die Turbine im offenen Strom.- a) Die ideale Stromturbine (dralloser Strahl).- b) Die wirkliche Windturbine (Strahl mit Drall).- 56. Zulässige Belastung und Dimensionierung der Stromräder.- 57. Formgebung der Radschaufeln. Zusammenhang mit anderen Theorien.- 58. Das Verhalten eines gegebenen Stromrades bei wechselnden Betriebszuständen.- 59. Ähnlichkeitsbeziehungen für die Stromräder.- D. Die moderne Freistrahlturbine.- XI. Eindimensionale Theorie der Peltonturbine (Becherturbine).- 60. Ausführungsformen der Becherturbinen.- 61. Die Strömung durch das Becherrad.- Kinematische Bedingungen für günstigste Arbeitsweise.- 62. Umfangskraft und Leistung des einstrahligen Peltonrades; beste Umfangsgeschwindigkeit.- 63. Formgebung und Anordnung der Düse.- 64. Ähnlichkeitsbeziehungen der Freistrahlräder. Verhalten bei verschiedenen Betriebszuständen.- Die spezifische Drehzahl.