Edward Neurohr
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Deutsch

 

English

 
           Die Rotation
 
           Die Funktion aller Turbinen und Räder, die für die Stromerzeugung aus Wasser, Dampf oder Wind
           eingesetzt werden, basiert auf der Energie der Drehbewegung. Somit hat die Rotation in der Ener-
           gietechnik eine besondere Bedeutung.
           Bei einem konstanten Drehmoment M, und bei konstanter Drehzahl n, hat die erbrachte Leistung
           den Wert: P = 2 π n M.
           Gleichzeitig ist die theoretsche Leistung einer Überdruckturbine: P =
g Q h.
           Durch das Gleichsetzen dieser zwei Ausdrücke der Leistung können wichtige Betriebsparameter
           einer Turbine schon in der Planungsphase berechnet werden.
           So kann z.B. eine Formel für die Ermittlung der Drehzahl abgeleitet werden:
 
                                                         n = (2 g h) 0.5 / (2 π b)
           g = 9.81 m/s
2
           h = verfügbare Wassersäule im Oberwasser
           b = Hebelarm der Kraft, die aus dem Wasserdruck auf die Turbinenblätter resultiert
           Daraus ist ersichtlich, dass die Drehzahl einer Turbine in Abhängigkeit von der Druckhöhe h variiert.
           Andererseits kann die Drehzahl in der Planungsphase durch den Hebelarm b beeinflusst werden.
           Weil die elektrischen Generatoren üblich mit der Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz arbeiten, ist in den
           meisten Fällen ein Übersetzungsgetriebe zwischen Turbine und Generator erforderlich.
           Die Berechnung der erzeugten Energie erfolgt mit der Formel: E = ∫ P dt.
           Zur besseren Übersicht werden in der nachstehenden Tabelle die mechanischen Kenngrößen der
           Rotation in Analogie mit denen der Translationsbewegung dargestellt.
          
 
          
The Rotation
 
           The function of all the turbines and wheels, which are utilised for the electric power generation from
           water, steem or wind, is based on the energy of the rotary motion. Thus the rotation has a special
           importance in the energy technics.
           At a constant turning moment M, and at a constant rotation speed n, the produced power has the
           value: P = 2 π n M.
           At the same time the theoretic power of a reaction turbine is: P =
g Q h.
           If we equate this two expressions of the power then we can find out some important operating para-
           meters of a turbine already in the planning phase.
           So for example can be deduced a formula for the calculation of the rotational speed:
 
                                                         n = (2 g h) 0.5 / (2 π b)
           g = 9.81 m/s
2
           h = available headwater column
           b = lever arm of the force that results from the water pressure on the turbine blades
           Thereout it is visible that the rotation speed of a turbine changes in function of the pressure height h.
           On the other hand the rotational speed can be influenced in the planning phase by the lever arm b.
           Because the electrical generators are working usually with the frequencies of 50 Hz or 60 Hz, in the
           most cases a transmission gear between turbine and generator is necessary.
           The produced energy is calculated with the formula: E = ∫ P dt.
           For a better sight over the characteristic units of the rotary motion, these are represented in a table
           below in analogy with those of the translation.
          

 

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Translation

Rotation

 Strecke

 s

 Hebelarm

 b

 

 

 Drehzahl

 n [1/s]

 

 

 Winkel

 Φ [rad]

 Geschwindigkeit

 v = ds / dt

 Winkelgeschwindigkeit

 ω = dΦ / dt = 2 π n

 Beschleunigung

 a = dv / dt

 Winkelbeschleunigung

 α = dω / dt

 Kraft

 F

 Drehmoment

 M = F b

 Masse

 m

 Trägheitsmoment

 I =  ∫ r2 dm

 Dynamische Gleichung

 F = m a

 Dynamische Gleichung

 M = I α

 Leistung

 P = F v

 Leistung

 P = M ω

 Energie

 E = ∫ P dt

 Energie

 E = ∫ P dt

 Energie, Arbeit

 E = ∫ F ds

 Energie, Arbeit

 E = ∫ M dΦ

 Energie (bei F konst.)

 E = F s

 Energie (bei M konst.)

 E = M Φ

 Translationsenergie

 E = m v2 / 2

 Rotationsenergie

 E = I ω2 / 2

 

Translation

Rotation

 Stretch, Distance

 s

 Lever Arm

 b

 

 

 Rotations per sec.

 n [1/s]

 

 

 Angle

 Φ [rad]

 Speed, Velocity

 v = ds / dt

 Angular Speed

 ω = dΦ / dt = 2 π n

 Acceleration

 a = dv / dt

 Angular Acceleration

 α = dω / dt

 Force

 F

 Turning Moment

 M = F b

 Mass

 m

 Moment of Inertia

 I =  ∫ r2 dm

 Dynamic Equation

 F = m a

 Dynamic Equation

 M = I α

 Power

 P = F v

 Power

 P = M ω

 Energy

 E = ∫ P dt

 Energy

 E = ∫ P dt

 Energy, Work

 E = ∫ F ds

 Energy, Work

 E = ∫ M dΦ

 Energy (with F const.)

 E = F s

 Energy (with M const.)

 E = M Φ

 Translation Energy

 E = m v2 / 2

 Rotation Energy

 E = I ω2 / 2