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Auslegung einer Radialpumpe zur Förderung des Kältemittels R123: Berechnung und Entwurf einer n-stufigen Radialpumpe

AutorResül Erdagi
VerlagBachelor + Master Publishing
Erscheinungsjahr2015
Seitenanzahl89 Seiten
ISBN9783955497477
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis19,99 EUR
In der vorliegenden Studie wird eine n-stufige Kreiselpumpe für die Förderung von Kältemittel R-123 ausgelegt. Die Pumpe soll im Bereich 0,15 bar bis 28 bar und im ORC-Prozess (Organic Rankie Cycle) eingesetzt werden. Für die Auslegung der Pumpe sind folgende Ausgangspunkte vorgegeben: Die Eintrittstemperatur liegt auf der Siedelinie und der Austrittsdruck des Kältemittels. Zusätzlich ist der isentrope Wirkungsgrad der Pumpe gegeben. Bei den Berechnungen wird von einem idealen Fluid ausgegangen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der thermodynamischen Auslegung der Pumpe hinsichtlich Laufrad, Anzahl der Laufräder, Schaufelzahl und Schaufelform. Vor den Berechnungen und der Auslegung der Radialpumpe wird kurz auf den Aufbau und die Funktion der Kreiselpumpe sowie ihre verschiedenen Ausführungen eingegangen. Anschließend wird das Kühlmittel R-123 in seinen Eigenschaften und dem Anwendungsbereich erklärt. Nach der theoretischen Einführung in die Materie wird die Anzahl der Stufen berechnet. Dafür wird die Eintritts- und Austrittstemperatur der Kühlmittel zeichnerisch über ein log p(h)-Diagramm ermittelt und zur Kontrolle rechnerisch mit den entsprechenden Formeln aus der Literatur berechnet. Neben der ermittelten Temperaturdifferenz soll die Druckdifferenz ermittelt werden. Über den Druckunterschied wird die Anzahl der Laufräder zuerst geschätzt und schließlich mit der entsprechenden Formel berechnet.

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Leseprobe
Textprobe: Kapitel 3.1, Chemische Bezeichnung des Kältemittels R-123: Die chemische Bezeichnung für R-123 ist 1,1-DICHLOR-2,2,2, TRIFLUORETHAN und die chemische Formel lautet: CHCL2-CF3. 3.2, Anwendungsbereich des Kältemittels R-123: R-123 wird in der Luftkonditionierung für die Industrie, in der Klimatisierung von Gebäuden und für die Kühlung oder Erwärmung von Wasser eingesetzt. Die Verwendung bzw. der Einsatz von R-123 ist in neuen Anlagen untersagt [10]. Die Verordnung (EG)2037/2000 regelt die Verwendung und den Einsatz des Kältemittels R-123. 4, Auslegungsverfahren der Radialpumpen: Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten eine Radialpumpe zu berechnen. Das älteste Verfahren zur Berechnung einer Radialpumpe geht davon aus, dass unendlich viele dünne und dicht stehende Schaufeln vorliegen. Die real zueinander vorhandenen Schaufelpositionen werden durch Näherungsbetrachtung berechnet. Ein anderes Verfahren geht davon aus, dass nur eine Schaufel in einem unendlich begrenzten Raum vorhanden ist. Die Schaufeln werden iterativ ermittelt. Für die Auslegungsverfahren der Radialpumpe wird das älteste Verfahren angewendet. Bei Radialpumpen entstehen nicht drehungsfreie Strömungen, weil das Laufrad ein umlaufendes kreisförmiges Gitter hat. Insbesondere die theoretische Berechnung von Radialrädern, in denen eine Kanalströmung vorliegt, ist problematisch. Es entstehen Kanalwirbelungen wodurch die Relativströmung nicht mehr drehfrei ist. Dadurch ist keine Potentialströmung vorhanden. Deshalb geht man bei der Berechnung von Radialpumpen von der Absolutgeschwindigkeit aus. In der vorliegenden Arbeit wird nicht mehr als nötig auf die theoretische Strömungsberechnung eingegangen. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der thermodynamischen Auslegung der Radialpumpe und desweiteren wird auf die auftretenden Kräfte eingegangen. Zusätzlich werden auch die Wellen-Nabe- Verbindung, Lager und Dichtungen kurz beschrieben. Sie werden allgemein nach den Regeln der Maschinenelemente ausgelegt.
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