Prüfung Thermische Turbomaschinen vom 28.7.2010
Prof. Schiffer
Note: 1,7 (nicht allzu locker bewertet, Abzüge gab es wegen Hilfestellungen. Als ich wußte, worauf er hinauswollte, konnte ich fast alles beantworten)
Aufwand: ca. eine Woche lernen
Folgende Fragen sollte ich beantworten:
- Gasturbinen:
- Wie kann man Gasturbinen verbessern? (+Wirkungsgrad durch regenerative Wärmeübertragung, +Leistung durch Zwischenkühlung, Zwischenüberhitzung, an heißen Tagen Wassereinspritzung)
- Zwischenkühlung: h-s-Diagramm zeichnen, wieso wird Leistung erhöht? (Weniger Verdichterarbeit wegen höherer Dichte des Gases)
- Was ist Zwischenüberhitzung? (Zweite Brennkammer + weitere Turbine)
- Was passiert bei der Wassereinspritzung? (An heißen Tagen steigt VD-Arbeit, Wasser kühlt beim Verdampfen das Gas und erhöht damit Dichte --> wieder weniger VD-Arbeit)
- Was passiert bei Schwankungen des Umgebungsdrucks? (Weniger Druck --> geringere Dichte --> mehr VD- Arbeit --> weniger Leistung, kam ich nicht sofort drauf)
- Wie wird die Leistung einer Gasturbine geregelt? (Massenstrom, der über LE-Verstellung im VD)
- Was passiert dabei? (Querschnitt im LE kleiner --> weniger m_p, Ablösung an LA --> Verluste)
- Wie sieht das im Verdichterkennfeld aus? (Zustandsverschiebung entlang Schlucklinien)
- Wie sieht die Veränderung an heißen Tagen aus? (Wußte ich nicht)
- Was ist der Parameter der Schlucklinien? (Wußte ich auch nicht, er sagte mir: Höhere Schlucklinien mit sqrt(Tt4/Tt1), dann konnte ich sagen, dass man sich an heißen Tagen nach unten bewegt)
- Wie könnte man theoretisch die Leistung noch regeln? (TET)
- Warum macht man das nicht? (Thermische Wechselspannungen vermeiden, keine Erhöhung wegen Schadstoffen)
- Wie hoch sind die Temp. in einer GT? (bis zu 1450-1500°C)
- GT haben eine Lebensdauer von ca. 100.000h. Halten alle Komponenten die komplette Zeit? (Nein, Schaufelbeschichtungen müssen nach ca. 20.000h erneuert werden)
- Was für Beschichtungen sind das? (Gegen Korrosion/ zur Wärmedämmung)
- Welche Beschichtungen gegen Korrosion? (Alitieren, MCrAlY mit PVD aufbringen)
- GT werden oft in GuD eingesetzt.
- Was möchte man dazu gern erreichen? (Austrittstemp. hoch genug, dass DT sich lohnt)
- Wie wird das gemacht? (Da kam ich etwas ins Schleudern, ich hab es mit "weniger Leistung an der GT abgreifen" probiert, er wollte aber "TET erhöhen" hören - war mir nicht klar)
- Wie sind die Wirkungsgrade von GT / GuD? (max 40 / 60%)
- Radialmaschinen:
- Warum setzt man rückwärts gekrümmte Schaufeln ein? (Erste AW: Die Strömung neigt sich wegen der Trägheit des Gases der DS zu, daher kommt es an der SS leichter zu Ablösungen. Deshalb Rückwärtskrümmung, um diese Ablösungen zu vermeiden. Damit war er nicht ganz zufrieden, ich weiß nicht, ob das falsch war, ich glaube er hat gesagt, es wäre zumindest zutreffend...)
- Welchen Grund gibt es neben der Sekundärströmung noch für r.g.Schaufeln? (Verminderung der Austrittsgeschwindigkeit --> geringere Gefahr, im Überschall zu landen)
- Geschwindigkeitsdreiecke aufzeichnen für radiale / r.g. Schaufeln
- Was passiert mit der VD- Leistung? (Sinkt)
- Warum genau? (Weniger Umlenkung, er wollte aber was anderes hören)
- Direkte Frage: Was beeinflusst die VD-Arbeit? (u und c_u)
- Wo sind die in den Dreiecken zu finden? (Da brauchte ich nen Moment, bis ich mich in dem Wust zurechgefunden hatte, habs dann aber gefunden)
- Wie kommt es zu der Sekundärströmung? (Radial durchströmter Kanal, der sich dreht --> Stromlinien stauen sich wegen Massenträgheit (Corioliskraft) an der Druckseite)
Ein oder zwei Frage hab ich vergessen, aber das meiste hab ich.
Das Protokoll ging als email ins Lernzentrum.
Viel Erfolg beim Lernen!