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Unter einer Überdruckturbine oder Reaktionsturbine versteht man eine Turbine, bei welcher das Arbeitsmedium vor dem Laufrad einen höheren statischen Druck aufweist als dahinter. Das Gegenstück zur Überdruckturbine ist die Gleichdruckturbine oder Aktionsturbine, in der die Arbeit nur aus der kinetischen Energie, dem dynamischer Druck des Arbeitsmediums kommt.

Druck- und Geschwindigkeitsverlauf in einer Reaktionsturbine am Beispiel einer Kaplan-Rohrturbine. Im Bereich des Laufrads (rot hinterlegt) wird der Druck abgebaut.

Inhaltsverzeichnis

Die verwendbare Arbeit für das Laufrad kommt hauptsächlich aus der Umwandlung von statischem Druck in Geschwindigkeit gemäß der Bernoullischen Energiegleichung. Das Hauptmerkmal einer Reaktionsturbine ist, dass nur ein Teil des am Eintritt in die Turbine anstehenden Drucks in Geschwindigkeit umgewandelt wird, bevor das Wasser auf das Laufrad trifft. Das Wasser füllt den ganzen Raum zwischen den Schaufeln des Läufers. Während das Wasser durch den Läufer strömt, verringert sich der Druck im Strömungskanal zwischen den einzelnen Schaufeln fortlaufend, was durch die Impulswirkung des Wassers auf den Läufer verursacht wird.

Sinnvollerweise schließt sich an die Reaktionsturbine ein Diffusor an, der die kinetische Energie des aus der Turbine ausströmenden Wassers wieder in statischen Druck umwandelt. Dieser Diffusor wird bei Wasserturbinen als Saugrohr bezeichnet.

Reaktionsgrad

Beispiel einer Überdruckturbine mit Reaktionsgrad r = 1

Der Reaktionsgrad r bezeichnet das Verhältnis der Enthalpie, die im Läufer umgesetzt wird, zur gesamten in der Turbine umgesetzten Enthalpie. Bei einer Reaktionsturbine ist der Reaktionsgrad stets größer null (r > 0), bei einer Gleichdruckturbine gleich null (r = 0) und bei einer Unterdruckturbine kleiner null (r < 0). Die Unterdruckturbine ist eine theoretisch mögliche Konstellation ohne praktischer Anwendung.

Praktisch ausgeführte Reaktionsturbinen haben ein Reaktionsgrad zwischen Null und Eins (r > 0), was heißt, dass ein Teil des Drucks außerhalb des Läufers abgebaut wird. Bei Dampfturbinen und Gasturbinen liegt der Wert nahe bei 0,5, was heißt, dass die Hälfte des Druckabbaus im Leitwerk und die andere Hälfte im Läufer geschieht. Überdruckturbinen mit einem Reaktionsgrad gleich 1 (r = 1) finden industriell keine Anwendung. Bei diesem Typ von Turbine wird der gesamte statische Druck mithilfe einer Düse auf dem Läufer in kinetische Energie umgewandelt, wie das beim oft zitierten Schulbuchbeispiel der Fall ist.

Das oben beschriebene gilt nicht nur für Wasserturbinen, sondern auch Dampfturbinen und Gasturbinen. Gasturbinen werden immer als Überdruckturbinen ausgeführt, Dampfturbinen können als Überdruck- oder Gleichdruckturbinen ausgeführt werden. Bei Wasserturbinen sind Kaplan- und Francis-Turbinen Überdruckturbinen, während dem die Pelton-Turbine eine reine Gleichdruckturbine ist. Ein Vergleich der Eigenschaften zur Gleichdruckturbine ist im Artikel der Gleichdruckturbine zu finden.

  1. Francis Turbines. National Program on Technology Enhanced Learning (NPTEL); abgerufen am 5. Mai 2019 (englisch).
  2. Gunt (Hrsg.): Turbinen für gasförmige Fluide. Hamburg (gunt.de [PDF]).

Uberdruckturbine rotierende Stromungskraftmaschine Sprache Beobachten Bearbeiten Unter einer Uberdruckturbine oder Reaktionsturbine versteht man eine Turbine bei welcher das Arbeitsmedium vor dem Laufrad einen hoheren statischen Druck aufweist als dahinter Das Gegenstuck zur Uberdruckturbine ist die Gleichdruckturbine oder Aktionsturbine in der die Arbeit nur aus der kinetischen Energie dem dynamischer Druck des Arbeitsmediums kommt Druck und Geschwindigkeitsverlauf in einer Reaktionsturbine am Beispiel einer Kaplan Rohrturbine Im Bereich des Laufrads rot hinterlegt wird der Druck abgebaut Inhaltsverzeichnis 1 Technik 1 1 Reaktionsgrad 2 Anwendung 3 EinzelnachweiseTechnik BearbeitenDie verwendbare Arbeit fur das Laufrad kommt hauptsachlich aus der Umwandlung von statischem Druck in Geschwindigkeit gemass der Bernoullischen Energiegleichung Das Hauptmerkmal einer Reaktionsturbine ist dass nur ein Teil des am Eintritt in die Turbine anstehenden Drucks in Geschwindigkeit umgewandelt wird bevor das Wasser auf das Laufrad trifft Das Wasser fullt den ganzen Raum zwischen den Schaufeln des Laufers Wahrend das Wasser durch den Laufer stromt verringert sich der Druck im Stromungskanal zwischen den einzelnen Schaufeln fortlaufend was durch die Impulswirkung des Wassers auf den Laufer verursacht wird 1 Sinnvollerweise schliesst sich an die Reaktionsturbine ein Diffusor an der die kinetische Energie des aus der Turbine ausstromenden Wassers wieder in statischen Druck umwandelt Dieser Diffusor wird bei Wasserturbinen als Saugrohr bezeichnet Reaktionsgrad Bearbeiten Beispiel einer Uberdruckturbine mit Reaktionsgrad r 1 Der Reaktionsgrad r bezeichnet das Verhaltnis der Enthalpie die im Laufer umgesetzt wird zur gesamten in der Turbine umgesetzten Enthalpie Bei einer Reaktionsturbine ist der Reaktionsgrad stets grosser null r gt 0 bei einer Gleichdruckturbine gleich null r 0 2 und bei einer Unterdruckturbine kleiner null r lt 0 Die Unterdruckturbine ist eine theoretisch mogliche Konstellation ohne praktischer Anwendung Praktisch ausgefuhrte Reaktionsturbinen haben ein Reaktionsgrad zwischen Null und Eins r gt 0 was heisst dass ein Teil des Drucks ausserhalb des Laufers abgebaut wird Bei Dampfturbinen und Gasturbinen liegt der Wert nahe bei 0 5 was heisst dass die Halfte des Druckabbaus im Leitwerk und die andere Halfte im Laufer geschieht Uberdruckturbinen mit einem Reaktionsgrad gleich 1 r 1 finden industriell keine Anwendung Bei diesem Typ von Turbine wird der gesamte statische Druck mithilfe einer Duse auf dem Laufer in kinetische Energie umgewandelt 2 wie das beim oft zitierten Schulbuchbeispiel der Fall ist Anwendung BearbeitenDas oben beschriebene gilt nicht nur fur Wasserturbinen sondern auch Dampfturbinen und Gasturbinen Gasturbinen werden immer als Uberdruckturbinen ausgefuhrt Dampfturbinen konnen als Uberdruck oder Gleichdruckturbinen ausgefuhrt werden 2 Bei Wasserturbinen sind Kaplan und Francis Turbinen Uberdruckturbinen wahrend dem die Pelton Turbine eine reine Gleichdruckturbine ist Ein Vergleich der Eigenschaften zur Gleichdruckturbine ist im Artikel der Gleichdruckturbine zu finden Einzelnachweise Bearbeiten Francis Turbines National Program on Technology Enhanced Learning NPTEL abgerufen am 5 Mai 2019 englisch a b c Gunt Hrsg Turbinen fur gasformige Fluide Hamburg gunt de PDF Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Uberdruckturbine amp oldid 217794103, wikipedia, wiki, deutsches, deutschland,

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