Ventilatoren

A. Einleitung.- 1. Allgemeine Beziehungen.- 2. Ähnlichkeitsbeziehungen.- 2.1 Kennzahlen.- 2.2 Optimalkurven.- 2.3 Weitere Kenngrößen.- 2.4 Grundformeln.- 2.5 Gesamtübersicht über die Eigenschaften der verschiedenen Gebläsetypen.- 3. Verluste und Wirkungsgrade.- 3.1 Hydraulischer Wirkungsgrad.- 3.2 Volumetrischer Wirkungsgrad.- 3.3 Innerer Wirkungsgrad.- 3.4 Mechanischer Wirkungsgrad.- 3.4.1 Radreibungsverluste.- 3.4.2 Lagerverluste.- 3.5 Gesamtwirkungsgrad.- 3.6 Änderung des Gesamtwirkungsgrades durch den Anteil der mechanischen Verluste bei Drehzahländerung.- 4. Thermische Bestimmung des hydraulischen Wirkungsgrades.- B. Radialventilatoren.- I. Allgemeine Stromfadentheorie.- 1. Allgemeine Beziehungen.- 2. Radialer Eintritt.- 3. Reaktionsgrad.- 4. Kennlinien bei unendlicher Schaufelzahl.- 5. Grundaufgaben.- 6. Einfluß der Kompressibilität auf die Gültigkeit der Berechnungen.- II. Genauere rechnerische Behandlung der Schaufelströmung.- 7. Geschwindigkeitsverteilung im Schaufelkanal.- 8. Kräfte senkrecht zur Strömungsrichtung.- 9. Kräfte in Strömungsrichtung.- 10. Relativwirbel.- 11. Gerade Schaufeln.- 12. Berechnung von Geschwindigkeits- und Druckverteilung in einem beliebigen Schaufelkanal.- 13. Wesentliche physikalische Besonderheiten bei Durchströmung von Radialrädern.- 14. Tragflügelbeschaufelungen.- 15. Rein mathematische Methoden zur Berechnung der Laufraddurchströmung.- III. Einfluß der endlichen Schaufelzahl.- 16. Grundsätzliches.- 17. Näherungsberechnung nach Stodola.- 18. Genauere rechnerische Ermittlung der Minderleistung.- 19. Beeinflussung des Reaktionsgrades.- 20. Minderleistungen bei größeren Ablösungen.- 21. Die Schaufelzahl.- IV. Gestaltung der Schaufelenden.- 22. Die wirkungslose Schaufel.- 23. Berücksichtigung der Schaufelstärke.- V. Verluste.- 24. Laufradverluste.- 25. Stoßverluste.- 25.1 Laufradeintritt.- 25.2 Leitradverluste.- 26. Spaltverluste.- 27. Verluste im Spiralgehäuse.- 28. Leitkanalverluste.- 29. Hydraulischer Wirkungsgrad.- VI. Günstigste Gestaltung des Laufrades.- 30. Fragestellung.- 31. Günstigster Eintrittsdurchmesser, bester Eintrittsschaufelwinkel.- 32. Einfluß der Eintrittskrümmung auf den Optimalwinkel.- 33. Optimalberechnung bei Vordrall.- 34. Konische oder parallele Deckscheiben.- 35. Bestimmung der Schaufelform.- 35.1 Die gerade Schaufel.- 35.2 Die Kreisbogenschaufel.- 35.3 Ermittlung aus dem Querschnittsverlauf.- 35.4 Die logarithmische Spirale.- VII. Betriebseigenschaften von Radialgebläsen.- 36. Theoretische Kennlinie als Vergleichsbasis.- 37. Berechnung der Kennlinie.- 38. Änderung des Breitenverhältnisses.- 39. ?-Verlauf bei Radialrädern.- VIII. Die Haupttypen von Radialgebläsen.- 40. Historischer Überblick.- 41. Ein neues Hochleistungsgebläse.- 42. Spaltdichtung mit Hilfsstrahl.- 43. Umlenkung mit zwei Hilfsstrahlen.- 44. Die Bedeutung der Laufradeintrittsfläche und des Eintritts- winkels ?1.- 45. Änderung der Schaufelwinkel mit dem Durchmesserverhältnis.- 46. Über 1 liegende statische Umsetzungsgrade bei Radialgebläsen.- 47. Berechnungsgrundlagen.- 48. Übersicht über die Änderung markanter Eigenschaften (?th; ?th, stat; w2/w1; ?2) mit dem Durchmesserverhältnis.- 49. Staubgebläse.- 50. Doppelseitig ansaugende Gebläse.- 51. Gestaltung von Trommelläufern (Sirocco-Läufer).- a) Laufradbreite.- b) Schaufelform.- c) Schaufelzahl.- d) Reaktionsgrad.- e) Eingehendere Betrachtungen.- f) Beschaufelung mit beschleunigten Schaufelkanälen.- g) Theoretische Berechnung der Schaufeldurchströmung.- h) Versuchsergebnisse.- i) Laufraddurchströmung von Trommelläufern bei Null- Förderung.- k) Kleinstausführungen von Trommelläufern.- l) Trommelläufer mit Platte vor dem Einlauf.- IX. Zweimal durchströmte Läufer — Querstromgebläse.- 52. Historische Entwicklung des Querstromgebläses.- 53. Allgemeine Gesetzmäßigkeiten bei zweimal durchströmten Radialgittern.- 54. Der Reaktionsgrad r.- 55. Wirbelbewegung im Innern des Laufrades.- 56. Wirbelsteuerung.- 57. Übersicht über Versuchsergebnisse.- 58. Geschwindigkeitsverteilung.- 59. Querstromlüfter mit einer äußeren Leitfläches.- 60. Offen arbeitende Querstromläufer.- 61. Anwendungsbeispiele und Konstruktionsmerkmale.- 62. Seitenkanalgebläse.- X. Leitvorrichtungen.- 63. Leitschaufeln.- 64. Austauschwirkung.- 65. Spiralgehäuse.- a) Grundsätzliches.- b) Konstruktionen von Spiralen ohne Berücksichtigung der Reibung.- 66. Exaktes Verfahren zur Gehäuseermittlung.- 67. Näherungsverfahren.- 68. Reibung und Sekundärströmungen in Spiralgehäusen.- 69. Drallabnahme durch Reibung in Ringräumen und glatten Leitrihgen.- 70. Der glatte Leitring.- 71. Verhalten der Spirale bei Belastungsänderungen.- 72. Der Zungenabstand.- 73. Radialgebläse mit filterartigen Schaufelkanälen.- 74. Diffusoren zur Verbesserung von Spiralgehäusen.- 75. Ausblasefilter.- 76. Gebläse mit Vorläufer. Gebläse mit umlaufendem Diffusor.- 77. Axialdruck von Radialgebläsen.- 78. Der Ventilator als Widerstandskörper in einem Netz. Verhalten bei umgekehrter Drehrichtung.- C. Theorie und Berechnung von Axialgebläsen.- XI. Berechnung der normalen Axialgebläse.- 79. Allgemeines.- 80. Einfache Beziehungen der Gitterströmung.- 81. Die vier Hauptfälle eines Axial ventilators.- 82. Reaktionsgrad des bewegten Gitters.- 83. Berechnung nach der Tragflügeltheorie.- 84. Zweckmäßigkeit einer Profilierung.- 85. Gestaltung der Profilierung bei Axialgebläsen.- 86. Berechnung ohne Berücksichtigung der Flügelreibung.- 87. Allgemein gültige Beziehungen.- 88. Berechnung mit Berücksichtigung der Reibung.- 89. Der statische Umsetzungsgrad.- 90. Der Wirkungsgrad in Abhängigkeit von dimensionslosen Größen.- 91. Die Gleitzahlen von Lauf- und Leitrad.- 92. Wirkungsgrad bei frei ausblasenden Axialgebläsen.- 93. Diagramme zur optimalen Auslegung für alle Axialgebläse.- 94. Minderleistung durch Grenzschichteinflüsse.- 95. Geometrie der Kreisbogenschaufel.- 96. Die günstigste Schaufelteilung nach Zweifel.- 97. Gitterberechnung nach Weinig.- 98. Aufwinkelung bei Profilierung.- 99. Grenzschichtverhalten.- 100. Rotierende Ablösung.- 101. Wirbelkernbildung.- 102. Druckrückgewinn aus der Drallströmung beim Ausströmen in den freien Raum.- 103. Einfluß des Laufradspaltes.- 104. Berechnung und Konstruktion der Leiträder.- 105. Vergleich zwischen Ausführungen mit Vorleitrad und Nachleitrad.- 106. Grenzdimensionierung mit den Bedingungen des Innendurchmessers.- 107. Vorleitschaufel mit konstantem Austrittswinkel (Zylindrische Schaufel).- 108. Radiale Druckverteilung von Axialgebläsen.- 109. Diffusorverluste.- a) Allgemeine Beziehungen.- b) Anteil der Diffusorverluste am Gesamtverlust.- c) Einfluß des Nabenabflusses bei gleicher Kanal weite.- 110. Gestaltung der Diffusoren.- 111. Wann lohnt sich die Anwendung eines Leitapparates?.- 112. Auslegung von mehrstufigen Axialgebläsen.- 113. Praktische Ausführung der Berechnung. Übersicht über den Rechnungsgang.- 114. Berechnungsbeispiele.- 115. Verhalten eines Axialgebläses abseits des Bestpunktes.- 116. Maßnahmen zur Stabilisierung der Kennlinie von Axialgebläsen.- 117. Kennlinien und Teilkennlinien von Axialgebläsen.- 118. Vorausberechnung der Betriebseigenschaften bei Schaufelverdrehungen.- 119. Versuchsergebnisse von Axialgebläsen.- 120. Versuchsergebnisse von Kleinstaxialventilatoren.- 121. Ungleichmäßige Zuströmbedingungen.- 122. Axialgebläse mit Abnahme verschiedener Drücke.- 123. Offen laufende Axiallüfter.- 124. Meridianbeschleunigte Axialgebläse.- a) Allgemeine Übersicht.- b) Gleichdruckgebläse.- c) Meridianbeschleunigte Überdruckgebläse.- XII. Gegenläufige Axialgebläse.- 125. Konstruktion und Versuchswerte.- D. Gemeinsame Probleme an Gebläsen.- XIII. Regulierung von Gebläsen.- 126. Allgemeine Gesichtspunkte.- 127. Verstellbare Eintrittsleitschaufeln.- 128. Der Verstellboden.- 129. Verschiebbarer Leitapparat.- 130. Die Dralldrossel.- 131. Selbstregulierung durch Kennlinie.- 132. Gesetzmäßigkeiten bei Änderung der Drehzahl.- 133. Logarithmische Darstellung der Kennlinien.- XIV. Ventilator und Antriebsmaschine.- 134. Allgemeine Gesichtspunkte.- 135. Antrieb durch Elektromotoren.- 136. Ermittlung der Kennlinie bei konstanter Einstellung der Antriebsmaschine.- XV. Betriebsverhalten eines Ventilators.- 137. Der Betriebspunkt des Ventilators.- 138. Drehzahlregulierung oder Drosselregulierung?.- 139. Labile Arbeitsbereiche des einzelnen Gebläses.- 140. Befahrbare und nicht befahrbare labile Bereiche.- 141. Zusammenarbeiten mehrerer Gebläse.- a) Ermittlung der resultierenden Kennlinie bei Parallelschaltung.- b) Hintereinanderschaltung von Gebläsen.- c) Labilität, Pendeln.- d) Parallelarbeiten von zwei gleichartigen Kreisen durch Querverbindung.- e) Doppelseitig wirkende Gebläse.- 142. Betriebsverhalten eines oder mehrerer Gebläse bei Einschaltung in beliebige Leitungssysteme.- a) Betriebskennlinie bei Leitungsverzweigungen.- b) Kennlinienfeld der gleichwertigen Düsen.- c) Veränderung der Ventilatorkennlinie durch eine Drosselstelle.- d) Widerstand und Lüfter als Glieder einer Leitung.- e) Umführungsleitung zum Anfahren und Regulieren von Gebläsen.- f) Lüfter und Widerstände in beliebiger Kombination.- g) Leitungssysteme mit Querverbindungen.- h) Die undichte Leitung.- i) Zusätzliche Belastung eines Leitungssystems durch konstante Überdrücke oder Unterdrücke.- k) Impulsbelastung eines Ventilators.- l) Belüftung eines Raumes mit Luftrückführung.- m) Zusammenarbeiten von zwei Lüftern mit veränderlichem Widerstand.- n) Auslegung bei schwankenden Widerständen.- o) Geschlossene Leitungssysteme.- p) Ventilatorkennlinie bei verschiedenen Dichten.- q) Die Betriebskennlinie bei verschiedenen Wichten.- r) Experimentelle Ermittlung der Leitungskennlinie.- s) Experimentelle Lösungen mit Kleinstmodellen.- 143. Elektrische Methoden zur Ermittlung der Betriebskennlinie.- E. Sonderprobleme, Sonderanwendung.- XVI. Grubenlüfter und Kesselgebläse.- 144. Gebläse für Grubenbewetterung.- 145. Kesselgebläse.- XVII. Typische Einzelanwendungen.- 146. Laufräder zum Umwälzen von Luft.- 147. Freilaufende Radialräder ohne Gehäuse.- 148. Entlastung eines Gebläses durch Warmluftauftrieb, Windeinfluß, Fahrteinfluß.- 149. Bewetterung durch Impulsantrieb, Tunnelbelüftung.- 150. Impulsbelüftung von Begehkanälen.- 151. Saugwirkung von offen umströmten Leitungsöffnungen (Dachlüfter u. dgl.).- 152. Wurfgebläse, Gebläse für Materialförderung.- 153. Kleinstventilatoren.- 154. Aufladegebläse.- F. Konstruktive Gestaltung und Konstruktionsmerkmale von Gebläsen.- XVIII. Übersicht.- 155. Typische Ausführungen von Ventilatoren.- 156. Bemerkenswerte Konstruktionseinzelteile.- 157. Luftgekühlte Lager für Heißgasgebläse.- G. Schallerzeugung und Schalldämpfung von Ventilatoranlagen.- XIX. Die Schallerzeugung von Ventilatoren (bearbeitet von B. Regenscheit).- 158. Grundsätzliches.- 159. Die Frequenzabhängigkeit des Ventilatorgeräusches.- 160. Zusammenfassung.- XX. Lärmminderung an Ventilatoren und lufttechnischen Anlagen (bearbeitet von E. Goehlich).- 161. Grundbegriffe.- 162. Zulässige Schallpegel.- 163. Schallausbreitung.- 164. Schallpegelabnahmen im Kanalsystem.- 165. Schalldämpfer.- 166. Dämmung des von Ventilatorgehäusen und Kanälen übertragenen Luft- und Körperschalls.- H. Festigkeitsfoerechnungen.- XXL Kurze Übersicht.- 167. Grundlagen.- I. Experimentelle Erprobung von Ventilatoren.- XXII. Allgemeine Gesichtspunkte.- 168. Übersicht über die Schaltungsmöglichkeiten bei Versuchen mit Ventilatoren.- 169. Messung nach Log-Linear-Regel.- 170. Fehlerquellen bei Druckmessungen.- a) Ungleiche Druckverteilung im Leitungsquerschnitt.- b) Ungleiche Druckverteilung entlang der Rohrleitung ohne Längswirbel.- c) Druckmessung bei Drallbewegung der Hauptströmung.- d) Fehlergrößen.- e) Fehler beim freien Ansaugen.- 171. Aufwertung.- 172. Einfluß der Re-Zahl auf Wirkungsgrad und Kennlinien von Ventilatoren.- 173. Versuchseinrichtun/gen, Versuchsgeräte.- XXIII. Messungenundihre Fehlerquellen.- 174. Der Druckverlauf bei verschiedenen Meßmethoden.- 175. Mechanische Leistungsmessung.- 176. Beispiel eines Abnahmeversuches.- a) Versuchsanordnung.- b) Beschreibung der durchgeführten Messungen und deren Auswertungen.- c) Verwendete Meßgeräte.- Namen- und Sachverzeichnis.