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Modellbau => Tipps und Tricks => Thema gestartet von: Turbo-Georg am 18 August 2010, 10:12:10

Titel: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 18 August 2010, 10:12:10
Die Dampfturbine im Modellbau
Wer hätte voraussagen können, dass eines Tages Flugmodelle mit Kerosin betriebenen Strahltriebwerken fast zur Selbstverständlichkeit würden. Der Weg, den hier Modellbauer mit Pioniergeist begangen haben, war gewiss lang und steinig und die zu lösenden Probleme bestimmt nicht gering. Umso erstaunlicher ist, dass die ältere Schwester von Strahltriebwerk und Gasturbine, nämlich die Dampfturbine, als Antrieb im Modellbau so ein Aschenbuttel-Dasein fristet.
Die Modell-Dampfturbine hat jedoch als Antrieb oder als Standmodell auf Dauer eine gute Chance, wenn sie ihre zweifelsfrei vorhandenen Vorteile auch zur Geltung bringen kann.
Der niedrigere Bauaufwand, sowie der geringere Platzbedarf sind im Vergleich zu einer Kolbenmaschine gleicher Leistung ebenso wichtige Faktoren, wie günstiges Leistungsgewicht und Laufruhe. Die Dampfturbine lässt sich leicht in Gang setzen und erfordert kaum Wartung.

Die funktionellen Abläufe in einer Kolben-Dampfmaschine sind auch von technisch weniger Vorbelasteten gut nachvollziehbar. Das richtige Verständnis über die Wirkung des Dampfes in den Düsen und Schaufeln einer Dampfturbine ist etwas schwieriger.
Bei den nicht sehr zahlreichen „Turbinen-Freunden“ sind die Vorstellungen über die Funktion der Dampfturbine häufig vom Wasserrad oder der Wasserturbine geprägt. Man findet daher mitunter Modell-Turbinen mit einfachen Zahnrädern, Zahnrad ähnlichen oder dem „Pelton-Rad“ nachempfundenen Laufrad-Konstruktionen.
Dieser verbreiteten Nutzung des Energieimpulses, also der Stoßkraft des Dampfes sind aber leistungsmäßig schnell Grenzen gesetzt. Die hierbei verwendeten Schaufeln sind zwar vergleichsweise einfach und leicht herzustellen, aber bei etwas höheren Leistungen werden der Wirkungsgrad und damit der Dampfverbrauch sehr ungünstig. Dampf verhält sich nämlich anders als Wasser. Das zeigt u.a. auch die Erfahrung der Betreiber derartiger Turbinen beim häufig vergeblichen Versuch  durch Druckerhöhung  eine wesentliche Leistungssteigerung zu erzielen.
Bei größeren Leistungen wird man daher wohl auf die, dem Großbetrieb sehr ähnlichen Bauformen mit Strahlumlenkung in Profilschaufeln zurückgreifen müssen. Die benötigen allerdings hochwertige Strömungswege, frei von Stoßkanten, Strömungshindernissen oder vermeidbarer Reibung. Der Dampf wirkt hier nicht durch Stoß auf die Schaufelflächen, sondern durch die Zentrifugalkraft der Dampfteilchen beim Durchströmen der Schaufelkrümmungen, als Bahndruck bezeichnet. Der Dampf wird durch Entspannung in den Düsen beschleunigt, also seine ruhende Energie in Form von Dampfdruck in Bewegungsenergie in Form von Dampfgeschwindigkeit umgesetzt.
Grundvoraussetzung hierbei ist ein geschlossener, wirbelfreier Dampfstrahl. Der ist aber bei den im Modellbau vorwiegend einfachen Düsen nur bis zu einem bestimmten Druckverhältnis gegeben. An der Düsenmündung stellt sich immer nur ein bestimmter Minimal-Druck ein, kritischer Druck oder Laval-Druck genannt.
Bei Überschreitung des kritischen Drucks expandiert der Dampf erst hinter der Düsenmündung explosionsartig. Der Dampf kann die Düse nicht mehr in einem geschlossenen Strahl verlassen und ist durch starke Verwirbelung für eine wirkungsvolle Arbeitsleistung in den Schaufeln ungeeignet. Die Grenze zum kritischen Druck liegt bei Auspuffbetrieb bereits weit unterhalb des Betriebsdrucks von 1 bar. Auch die Dampf-Geschwindigkeit erreicht nur einen bestimmten Maximalwert, die kritische Geschwindigkeit (Schallgeschwindigkeit des Dampfes). Um einen optimalen Wirkungsgrad am Laufrad zu erzielen, muss wiederum die Dampf-Geschwindigkeit am Düsenaustritt in einem bestimmten Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit, also dem Durchmesser und der Drehzahl des Laufrades stehen. Dem richtigen Schaufelprofil kommt zwar eine besondere Bedeutung zu, aber erst die optimale Abstimmung aller mechanischen und thermischen Größen, sowie die Minimierung jeder Art von Verlusten bringen bei Dampfturbinen die geforderte Leistung und einen akzeptablen Dampfverbrauch.
Als Antrieb für ein Schiffsmodell zeigt die Dampfturbine nicht nur die o.a. Vorteile gegenüber der Kolbendampfmaschine.
Nachteilig ist zweifellos, dass sie sich nicht umsteuern lässt, das heißt sie kann nicht rückwärts laufen. Weiterhin ist die, zumindest für einen Schiffsantrieb, recht hohe Drehzahl und die eingeschränkte Drosselbarkeit problematisch.  
Nutzt man diese vermeintlichen Schwächen der Dampfturbine jedoch als Stärken, so wird man erstaunliche Resultate erzielen.
Wie im früheren Großbetrieb bietet neben dem konventionellen Antriebsstrang (Getriebe) der turbo-elektrische Antrieb nicht nur die günstigsten Betriebsbedingungen für eine Dampfturbine, sondern ermöglicht neben einer direkten Generator-Motor-Kopplung über ein Pol-Wenderelais (…falsche Leonard-Schaltung.) ggf. auch die Nutzung der elektronischen Antriebs-Regelung. Ein mechanisches Getriebe zur Reduzierung der Schraubendrehzahl sowie dem Wechsel der Drehrichtung würde hier entfallen. Das Gewicht des Generators und der Elektromotoren müsste allerdings in Kauf genommen werden. Die Möglichkeit der besseren Gewichtsverteilung, sowie der Einsatz von Querstrom-Propeller oder Aktivruder würden aber gewissermaßen den Aufwand rechtfertigen.
Eines sollte aber grundsätzlich bedacht werden: Die vermeintlichen Vorteile eines Turbinen- Antriebes können nur zu Geltung kommen, wenn der gesamte Antrieb mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad arbeitet. Das erfordert vorrangig einen möglichst hohen Wirkungsgrad der Turbine selbst, also eine ausreichende Antriebsleistung bei niedrigem Dampfverbrauch, sowie einem leistungsfähigen Kessel und ggf. den Einsatz eines verlustarmen Generators sowie verlustarmer Antriebsmotoren.  
Das steht aber erst einmal im krassen Widerspruch zu den häufigsten Erfahrungen mit Modell-Dampfturbinen, denn sie kennzeichnen sich meistens durch geringe Leistung bei recht hohem Dampfverbrauch. Die Ursachen hierfür liegen oft an Unzulänglichkeiten der Konstruktion und den häufig sehr ungünstigen thermischen Betriebsbedingungen.
Mit der Energie eines Dampfstrahls lässt sich so ziemlich alles was irgendwelche Angriffsflächen bietet und sich dreht, auch in Bewegung versetzen. Aber mit welchem Nutzen und um welchen (Dampf-)Preis.
Beim Antrieb durch eine Dampfturbine sind deshalb vor dem Bau einige Überlegungen anzustellen. Frust und Enttäuschung über das Bauergebnis sind bis zu einem gewissen Maße vermeidbar, wenn man sich bereits in der Planungsphase eines Projektes über die wesentlichen Eckdaten des Antriebs Klarheit verschafft.
Ein Vorgehen nach dem „Gefühl aus dem Bauch“ wird eine Kolbenmaschine bis zu einem gewissen Maß tolerieren, ein befriedigender, vor allem wirtschaftlicher Turbinenbetrieb im erhöhten Leistungsbereich ist aber damit schwer möglich. Man wird also vor der Turbinenkonstruktion um einige ggf. auch rechnerische Festlegungen nicht herum kommen.
Bei der Konstruktion und dem Betrieb von Modell-Dampfturbinen gelten wie im Großbetrieb vorrangig die Gesetze der Wärmelehre sowie der Strömungslehre. Es ist also von Vorteil, wenn man die wichtigsten physikalischen Zusammenhänge kennt und ein wenig mit der Anwendung von Dampftafeln und Wärme-Diagrammen vertraut ist.

Georg W. Held
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 19 August 2010, 18:20:56
Die Dampfgeschwindigkeiten und deren Winkel am Schaufeleintritt einer Dampfturbine werden an Hand der Grafik (Geschwindigkeits-Parallelogramm) erläutert.
Der Dampf wird bei seiner Entspannung in der Düse auf eine bestimmte Austritts-Geschwindigkeit beschleunigt. Die Höhe der Dampfgeschwindigkeit (rot) ist vom Energieinhalt (Wärmegefälle) des Dampfes abhängig. Unterschiedliche oder instabile Dampfwerte bewirken verschieden hohe Geschwindigkeiten. Würde das Rad still stehen, würde der Dampf unter dem Düsen-Winkel in die Schaufeln eintreten. Unter realen Bedingungen bewegt sich das Rad aber mit einer bestimmten Umfangs-Geschwindigkeit (gelb). Zusammen bewirken die beiden Geschwindigkeiten an der Schaufelkante eine relative Dampfgeschwindigkeit (orange). Der Dampf bekommt eine neue Richtung, den Dampf- bzw. Schaufel-Eintrittswinkel
Jede Änderung der Geschwindigkeits-Werte bewirkt eine Änderung des Eintrittswinkels und damit eine mehr oder weniger große, bremsende Wirkung durch Dampfstoß auf den Schaufelrücken oder in die Schaufelkrümmung (Bauchstoß).
Die Bewegungsenergie des Dampfes soll in der Schaufelkrümmung möglichst verlustfrei auf das Rad übergehen (Bahndruck). Der Dampf soll dabei die Schaufelkanäle möglichst ohne Stöße, Wirbel oder Reibung durchströmen. Der ideale Schaufelkrümmungsradius entspricht dabei in etwa der doppelten Kanalbreite. Die Kanalbreite und die Schaufelhöhe hängen wiederum von der Dampfmenge ab, die die Turbine durchströmen muss, um eine bestimmte Leistung zu erbringen.
Der höchste Wirkungsgrad am Radumfang wird z.B. bei einer einstufigen Turbine erzielt, wenn die Dampfgeschwindigkeit am Düsenaustritt der zweifachen Umfangs-Geschwindigkeit des Rades entspricht. Jede Abweichung von diesem Verhältnis bedeutete eine Minderung des Wirkungsgrades. Die mitunter noch recht hohe Schaufel-Austrittsgeschwindigkeit des Dampfes würde ggf. in weiteren Schaufelrädern (Stufen) zur Arbeitsleistung heran gezogen.
Man spricht dann von Geschwindigkeitsstufung. Es gibt noch andere Bauformen zur Verarbeitung größerer Wärmegefälle, z.B. die Druckstufung oder eine Kombinationen von Beiden.

Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 August 2010, 10:20:27
Wir unterscheiden die Bauformen der Dampfturbinen im Wesentlichen nach,
1.   dem Druck-Verhältnis an den Schaufeln, in Gleichdruck- oder Überdruckturbinen,
2.   nach der Richtung des Dampfstromes, in Längs- oder Querstromturbinen und
3.   der Art der Stufung bei mehreren Stufen, in Geschwindigkeits- oder Druckstufen

Die Dampfkanäle zwischen den Schaufeln von Gleichdruck-Turbinen haben einen fast unveränderlichen Querschnitt. Vor und hinter den Schaufeln, also in der gesamten Radkammer herrscht der gleiche Druck p0; bei überwiegendem Auspuffbetrieb im Modellbau, ist das der atmosphärische Umgebungs-Druck. Das erspart die aufwendige Abdichtung von Gehäuseteilen und der Wellendurchführung. Gleichdruck-Turbinen gestatten eine partielle, also teilweise Beaufschlagung ihrer Schaufelnkränze durch eine oder mehrere Düsen.
Die Dampfkanäle der Schaufeln von Überdruck-Turbinen dagegen, haben die Form einer Düse, in ihnen erfolgt Umwandlung von Druck in Geschwindigkeit. An ihren jeweiligen Schaufelkränzen entsteht ein Druckgefälle (Druckstufung) mit kaum vermeidbaren Dampf-Verlusten durch Druckausgleich an den Längs- und Querspalten. Die Schaufeln sind auf Grund ihrer Form schwieriger in der Herstellung und benötigen darüber hinaus die volle Beaufschlagung des gesamten Schaufelkranzes mit  Dampf. Eine Vielzahl von Düsen muss hierzu über den gesamten Umfang verteilt werden. Überdruck-Turbinen sind u.a. aus diesen Gründen für den Modellbau ungeeignet.
Die Turbinenschaufeln werden am häufigsten auf dem Umfang eines Rades oder einer Trommel angeordnet. Der Dampf durchströmt die Schaufeln in Achsrichtung. Diese häufigste Bauweise nennt man Längsstrom- oder Axialturbine. Werden die Schaufeln auf der Stirnseite eines Rades aufgebracht und der Dampf strömt quer zur Achsrichtung, sprechen wir von der Querstrom- bzw. Radialturbine.
Bei Turbinen mit Geschwindigkeitsstufen wird, wie bei der einstufigen Laval-Turbine das gesamte Dampf-Druckgefälle p1 – p0 durch die Düse oder die Düsen in die Dampf-Geschwindigkeit c1 umgesetzt. Der Dampfstrahl gelangt mit dieser Geschwindigkeit in den ersten Schaufelkranz des Laufrades, nach seinem Erfinder auch Curtis-Rad oder C-Rad genannt. Der Dampf verlässt die ersten Schaufeln mit der noch recht hohen Geschwindigkeit c2’. In feststehenden, so genannten Leitschaufeln wird der Dampf umgelenkt und tritt mit der Geschwindigkeit c1’ in den zweiten Laufschaufelkranz. Durch den Übergang von Bewegungsenergie des Dampfes auf das Schaufelrad, erfolgt eine stufenweise Herabsetzung der Dampf-Austritts-Geschwindigkeit c2 auf einen genügend niedrigen Wert. Durch die niedrigeren Dampf-Geschwindigkeiten in den Stufen, kann die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades, das heißt, Drehzahl und Raddurchmesser in zweckmäßigen Grenzen gehalten werden.  Eine, für Modellbauer günstigere Möglichkeit der Geschwindigkeitsstufung biete die Turbine mit wiederholter Beaufschlagung eines Laufrades. Sie zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus und wurde früher im Großbetrieb häufig für den Antrieb von kleineren Hilfsmaschinen  verwendet. Wie bei der Laval-Turbine ist nur ein Laufschaufelkranz erforderlich und die aufwendigen Leitschaufeln sind durch Leitkammern ersetzt; hier wird der Dampf umgelenkt, nachdem er die Laufschaufeln durchströmt hat. Der Dampf wird von der anderen Seite, aber an einer anderen Stelle erneut dem Schaufelkranz zugeführt.

Gleichdruck-Turbinen mit Druckstufung werden nach ihren Erfinder auch als Zoelly-Turbinen bezeichnet. Bei ihnen wird das Dampfdruckgefälle p1 – p0, oder was richtiger ist, das verfügbare Wärmegefälle des Dampfes, in einzelne, gleiche Stufengefälle aufgeteilt. Sie bestehen aus mehreren hintereinander angeordneten Kammern mit je einem Laufrad. Die Laufräder der einzelnen Kammern sind auf einer gemeinsamen Welle befestigt. Durch so genannte Zwischenböden sind die Kammern von einander getrennt. Die Zwischenböden sind gegen die Welle abgedichtet und beinhalten die Düsen der nächsten Stufe. Diese Bauform stellt also eine Hintereinanderschaltung von mehreren einstufigen Turbinen dar.
In den Düsen der einzelnen Stufen wird der Dampfdruck nur bis zum jeweiligen nächsten Stufendruck entspannt (p1 → p1’, p1’→ p1’’, p1’’→ p0). An den Düsenmündungen kann sich daher nur eine, dem Stufendruck-Gefälle entsprechend geringere Dampfgeschwindigkeit c1 einstellen.
Für große Modelle sind wie im Großbetrieb, auch Kombinationen verschiedener Bauformen denkbar. So etwa ein besonders leistungsfähiger und wirtschaftlicher Antrieb mit zwei Druckstufen (HD und ND), gebildet durch zwei, hintereinander geschaltete Einzel-Turbinen mit Geschwindigkeitsstufung durch wiederholtes Beaufschlagen ihrer Laufräder.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 August 2010, 15:47:42
Bei der Berechnung von Modell-Dampfturbinen sind die Regeln des Großbetriebes mit seinen besonderen Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit und seinen darauf ausgerichteten Betriebsbedingungen, nur sehr eingeschränkt übertragbar. Auch Herstellbarkeit und Kosten nötigen dem Modell-Konstrukteur Zugeständnisse und Kompromisse ab.
Im Gegensatz zur Kolben-Dampfmaschine toleriert eine Dampfturbine Abweichungen von den optimalen thermischen und konstruktiven Vorgaben sehr ungern. Selbst die qualitativen Anforderungen an den Dampf gehen deutlich über die der Kolbenmaschine hinaus. Auf Veränderungen der Dampfwerte, z.B. bei Drosselung reagiert sie äußerst widerstrebend.
 
Die, für Modellbauer deutlich vereinfachte Turbinenberechnung beschränkt sich auf die Anwendung einer überschaubaren Anzahl an Zahlenwertgleichungen, sowie grafischer Berechnungshilfen. Mit einem Schul-Taschenrechner sind unter Anwendung einfacher Grundrechenarten in etwa einem Dutzend Rechengängen bereits alle erforderlichen Werte zur Konstruktion einer einstufigen Modell-Dampfturbine, sowie der nötigen Kesselleistung zu berechnen. Mit Hilfe grafischer Konstruktionshilfen, dem so genannten Geschwindigkeitsplan und einem Mollier- bzw. h-s-Diagramms, werden Abmessungen, Formen und Winkel von Düsen und Schaufeln ermittelt.
Modell-Dampfturbinen erreichen im praktischen Betrieb häufig nur annähernd die Leistungsdaten, die ihren Berechnungen zu Grunde liegen, da zur Vereinfachung ihrer Berechnung einige Verlust-Faktoren nicht oder nur teilweise berücksichtigt werden.
Die vordringlichste Zielsetzung bei der Konstruktion und dem Bau von Modell-Dampfturbinen, sind daher Vorkehrungen zur Minimierung von Verlusten jeder Art, um den errechneten theoretischen Werten möglicht nahe zu kommen.
Die angehangene Zeichnung zeigt eine vierstufige Querstrom-Modell-Dampfturbine mit zwei Druckstufen in einem Turbinengehäuse mit Zwischenboden. Jede Druckstufe verfügt über  zwei Geschwindigkeitsstufen durch wiederholte Beaufschlagung des jeweiligen Laufrades über eine Umlenk- bzw. Leitkammer.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Captain Hans am 20 August 2010, 19:01:23
Hallo Turbo Georg

wie immer, deine Beschreinungen und Erklärungen sind einfach Klasse  top top top

viele Grüße

Hans
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 August 2010, 20:26:59
Hallo Hans,
es freut mich immer, gerade aus Deinem Munde Lob zu hören. Danke!


Herzliche Grüße nach Costa Rica
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Nobody am 21 August 2010, 14:45:05
Sehr schön geschrieben, und die Bilder sind auch sehr hilfreich.

Wenn ich das richtig verstanden habe, handelt es sich bei den für den Modellbauer interessanten Turbinenvarianten um andere als die die Beispielsweise in Großkraftwerken eingesetzt werden?


Ein Turboelektrischer Antrieb für ein Modell hört sich für mich ebenso faszinierend wie kompliziert an. Nicht nur das man Turbine und Kessel genau aufeinander abstimmen muss, jetzt braucht man noch einen passenden Motor bzw. Generator dazu. (oder aber umgekehrt, Anpassung an einen bestimmten Generator)
Aus reiner Neugier: Wie groß ist eine solche Modellturbine, was leistet Sie und bei welcher Drehzahl? Wie groß ist ein dazu passender Kessel? (ein paar Beispiele wären nett falls verfügbar)
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 21 August 2010, 17:30:26
Hallo Nobody, hallo Freunde.

Die Fragestellung berührt ein wesentliches Problem bei Modell-Dampfturbinenturbinen.
Während eine maßstäbliche Verkleinerung einer Kolbendampfmaschine eine gute Chance hat auch zu laufen, ist das bei der einfacher Verkleinerung einer Dampfturbine des Großbetriebes nahezu unmöglich. Zumindest trifft das auf Großturbinen zu. Die auch heute noch   eingesetzten Dampfturbinen für den Antrieb kleinerer Hilfsmaschinen (Pumpen, Gebläse, Kleingeneratoren usw.) wären da schon eher geeignet. Je höher der Dampfdruck und die Dampftemperatur sind, umso günstiger werden bei Kraftwerksturbinen (…mehr als 250 bar und 500 Grad C), der Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit. Es wird durch den Einsatz von Hochtechnologie um jeden Bruchteil von Prozent gekämpft. Bei Kleinturbinen werden hier zu Gunsten des Preises deutliche Abstriche gemacht. Die Bedingungen des Modellbaus erfordern bezüglich Technologie und Wirtschaftlichkeit noch weiter gehende Zugeständnisse. Eine leistungsfähige Modell-Dampfturbine unterliegt jedoch den gleichen physikalischen Gesetzen (Wärmelehre, Strömungslehre) wie eine Großturbine, sie müssen nur den Gegebenheiten und den Anforderung des Modellbaus entsprechend angewendet werden.
Wer etwas tiefer einsteigen möchte, den verweise ich auf meinen Bericht „Die Dampfturbine im Modellbau" im „Journal Dampf + Heißluft“ Ausgabe 1/2010 oder an entsprechende Fachliteratur.
Die Sache mit dem turbo-elektrischen Antrieb gestaltet sich jedoch vergleichsweise einfach.
Die Dampfturbine treibt hier nicht über ein Getriebe die Schraubenwelle, sondern ist direkt mit einem geeigneten Generator (z.B. drehzahlfester Gleichstrommotor mit Permanentmagneten) gekoppelt. Der erzeugte Strom wird am einfachsten über einen doppelpoligen Umschalter (Drehrichtungsänderung) direkt auf den Antriebsmotor geschaltet. Man kann den Aufwand aber auch höher treiben.

Ich werde weiterhin zum Thema berichten und an Hand eines Beispiels (…der Dampfturbine für Reiners Bismarck 1 : 100) die wesentlichen Eckpunkte der Turbinenberechnung erläutern.
Hier der Link zu Reiners Bericht: http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,9114.0.html
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 22 August 2010, 13:28:26
Das Modell der „Bismarck“ im Maßstab 1 : 100, also mit einer Länge von ca. 2,5 m und einem Gewicht von etwa 58 kg, dem Vorbild entsprechend durch eine Dampfturbine anzutreiben, stellt eine besondere modellbauerische Herausforderung dar. Ein Turbinen-Antrieb für ein Modell dieser Größenordnung ist vermutlich ohne Beispiel und bedeutet in vieler Hinsicht die Beschreitung von Neuland. Ein solches Projekt erfordert eine gehörige Portion Mut, Geduld und großes Durchstehvermögen.
Die wenigen Veröffentlichungen zum Thema Modell-Dampfturbinen erwiesen sich hier nicht nur als wenig hilfreich, sonder führten sogar in eine Sackgasse. Auch Reiner musste neben einigen anderen Turbinenfreunden diese leidvolle Erfahrung machen (nachzulesen auf  Reiners Homepage): http://schiffsmodell-bismarck.de/index.html
Die räumlichen Voraussetzungen im Rumpf der „Bismarck“ 1 : 100 erschienen auf den ersten Blick günstig. Der vorgesehene Kessel, auszuführen als dreizügiger Flammrohrkessel, füllt jedoch mit seinen Hilfsvorrichtungen und Armaturen den Raum in voller Breite aus. Dennoch würde auf Grund des zu erwarteten Dampfverbrauchs die nutzbare Kesselwassermenge nur für eine kurze Fahrzeit ausreichen. Deshalb wurde eine Nachspeisung des Kessels als notwendig erachtet. Die Frage: Nachspeisung durch mitgeführtes, chemisch aufbereitetet Frischwasser, Gewinnung des Speisewassers aus gefiltertem Seewasser oder Gewinnung von warmen Kondensat zur Kesselspeisung, wurde zu Gunsten des Letzteren entschieden. Um auf  zusätzliche Pumpen verzichten zu können, wurde auf die Nutzung der Schwerkraft gesetzt. Das erfordert eine Anordnung des Kondensators unter der Turbine und einen Kondensat- bzw. Speisewassertank im Doppelboden. Unter Berücksichtigung einer guten Zugänglichkeit bei Inbetriebnahme und Wartung ragte die Turbine hierdurch bereits über das Hauptdeck in die Aufbauten und musste auf einen max. Durchmesser (mit Wärmeschutz-Verkleidung) von etwa 100 mm begrenzt werden. Der, bei Modell-Dampfturbinen nicht unwichtige Durchmesser des Laufrades wurde somit auf ca. 80 mm festgesetzt. Unter zu Grunde Legung einer Turbinen-Nenndrehzahl von 20.000 U/min ergab sich eine mittlere Umfangs-Geschwindigkeit u am Schaufelkranz von etwa 80 m/s. Bei den vorgesehenen einfachen Düsen musste die Dampfaustrittsgeschwindigkeit c1 aus bekannten Gründen auf 400 m/s begrenzt werden. Das Verhältnis u/c1 ist damit 0,2 und der Wirkungsgrad von etwas mehr als 0,4 liegt somit weit ab vom höchstmöglichen Wirkungsgrad von 0,75 bei einstufigen Turbinen (u/c1 = 0,5). Die Nenndrehzahl von 20.000 U/min kann nicht erhöht werden, denn sie gestattet mit gerade noch vertretbarem Aufwand die Herabsetzung auf die Schraubendrehzahl durch ein verlustarmes Getriebe und stellt auch für andere Komponenten des Antriebsstranges die Grenze einer sinnvollen Belastung dar. Bei zweistufigen Turbinen ergibt sich der günstigste Wirkungsgrad von 0,58 bei u/c1 = 0,25. Damit erfordert unsere Turbine fast zwangsläufig zwei Geschwindigkeitsstufen. Die geforderte Turbinenleistung von etwa 90 W würde aber damit eine zu große Dampf-Verbrauchsmenge ergeben, denn der Dampf ist wegen der Begrenzung von c1 = 400 m/s nicht sehr energiereich (22 kcal/kg = 92 kJ/kg). Wir erhöhen deshalb das verfügbare, theoretische Wärmegefälle des Dampfes auf 44 kcal/kg = 184 kJ/kg, u.a. durch nachträgliche Überhitzung und verteilen das höhere Wärmegefälle auf zwei Druckstufen. Die gleiche Dampfmenge des allerdings energiereicheren Dampfes durchströmt nun nacheinander die vier Stufen beider Druckstufen (HD und ND), die bekanntlich nichts anderes darstellen als zwei hintereinander geschaltete Einzelturbinen.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Tri am 22 August 2010, 14:55:00
Hallo Turbo-Georg,

vielen Dank für dieses überaus interessante Thema und für die tolle Beschreibung eines sehr komplexen Themas.  top
Da ich mal vor einigen Jahren (eigentlich Jahrzenten) vorhatte Maschinenbau zu studieren mit Blick auf Wasserturbinen, hatte die Erwähnung der "Pelton-Turbine", bzw. des "Pelton-Rades", sofort mein lange verschüttetes Interesse geweckt.   
Jede bisherige Zeile war lesenswert und sehr lehrreich.


Grüße
Tri
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 22 August 2010, 15:40:14
Hallo Tri,

schön, dass das Thema Dein Interesse findet. Es handelt sich jedoch um eine sehr allgemein gehaltene Darstellung, um möglichst viele Leser zu erreichen. Ich bin immer bestrebt neue „Turbinenfreunde“ zu finden.
Normalerweise wird man für „bekloppt“ gehalten, wenn man sich freiwillig mit einem so trockenem Thema, wie der Wärmelehre befasst, den sie galt selbst unter Maschinenbau-Studenten nicht unbedingt als Lieblingsfach.

Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Captain Hans am 22 August 2010, 16:40:03
Hallo Turbo-Georg

die Turbinentechnik war und ist auch in der Handelksschiffahrt kaum mehr vertreten.
Auf unseren Turbinen - Tanker hatten wir schottische Ingenieure, die auch mir die
sehr interessante und komplexe Dampftechnik näher brachten.

Ich lese deine Berichte jedenfalls sehr gerne und lerne viel dabei.

liebe Grüße

Hans

Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 August 2010, 08:06:42
Hallo Hans, hallo Freunde,

das ist nun mal der Lauf der Zeit, die Technik entwickelt sich weiter.
Unser Hobby lebt von der Faszination der alten Technik und vom Bemühen, sie in Erinnerung zu halten. Die Kolben-Dampfmaschine ist als Antrieb noch vor der Turbine verschwunden, trotzdem begeistert sich eine vergleichsweise große Anzahl von Modellbauern dafür. Die Dampfturbine wird im Gegensatz hierzu, von den Modellbauern recht stiefmütterlich behandelt. Vielleicht liegt es an der Komplexität dieser Technik. Es ist also noch viel Aufklärungsarbeit zu leisten. 
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 August 2010, 11:51:20
Hier einige ergänzende Angaben zu der Zeichnung „Modell-Dampfturbine mit Kondensator“.
Es handelt sich um den Entwurf zur Dampfturbine für Reiners „Bismarck“. Die ungefähren Größenverhältnisse können an Hand des eingezeichneten Maßstabes ermittelt werden. 
Man erkennt, dass es sich auch hier um eine Dampfturbine mit zwei Druckstufen (HD und ND) mit je zwei Geschwindigkeitsstufen durch wiederholtes Beaufschlagen des jeweiligen Laufrades handelt. Bekanntlich kann man eine Turbine mit Profilschaufeln nicht rückwärts laufen lassen. Um dennoch ein, dem großen Vorbild ähnliches Fahr- bzw. Manövrierverhalten zu erzielen, wurde zusätzliche in die ND-Radkammer eine zweistufige Rückwärtsturbine integriert. Es ist aber nicht sinnvoll, die jeweils nicht in Betrieb befindlichen, also nicht vom Dampf durchströmten Schaufelräder mit laufen zu lassen, denn sie verwirbeln den Dampf in der Radkammer und bewirken hohe, so genannte Ventilationsverluste. Wir haben deshalb sowohl die Marschturbine als auch die Rückwärtsturbine frei laufend gestaltet. Die Welle der Marschturbine läuft durch die Hohlwelle der Rückwärtsturbine. Beide Wellen verfügen über je eine Kupplungsscheibe in der, beiden gemeinsamen Glocke einer Fliehkraft-Kupplung. Die Kupplungsglocke ist mit der Abtriebswelle verbunden. Die jeweilige Kupplungsscheibe kuppelt erst bei > 4.000 U/min ein. Der Drehzahlbereich unterhalb 4000 U/min dient dem Vorwärmen bei der Inbetriebnahme und als Fahrstufe „stand-by“, das heißt sowohl bei der Fahrstufe „Stopp“, als auch während des Manövrierens in der jeweiligen Gegenrichtung.  Durch diese Maßnahme werden die Turbinen, besonders die, vergleichsweise selten geschaltete Rückwärtsturbine „betriebswarm“ gehalten. Wir erhoffen uns hierdurch eine kürzere Reaktionszeit bei Richtungswechsel und einen geringen Anfall von Leistung mindernden Kondensat bei ansonsten kalten Turbinen.
Der Drehzahlbereich 4000 bis 20.000 U/min wird auf die entsprechenden Fahrstufen aufgeteilt. Wobei die Höchstlaststufen (Äußerste Kraft und Marschfahrt) mit Heißdampf von 170 Grad und die unteren Fahrstufen mit leicht überhitztem Sattdampf von 145 Grad gefahren werden. (… wir berichteten hierüber bereits in Reiners Thraed).
Die Turbine ist in Böcken gelagert, vorne fest und hinten zum Ausgleich der Wärmedehnung gleitend. Der Abdampfstutzen der Turbine ist über eine dampfdichte, elastische Verbindung mit dem Dampfstutzen des Kondensators verbunden.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 August 2010, 18:44:49
Etwas zum Thema Kondensator. Bei dem Kondensator der o.a. Zeichnung handelt es sich um einen so genannten zweiflutigen Kondensator, das heißt, das Kühlwasser fließt wegen der Flusstrennwand in der rechten Wasservorlage, durch einen Teil der Rohre hin und durch den anderen zurück. Hierdurch werden die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Wärmeübergang erhöht.

Sowohl bei Schiffsantrieben mit Dampfturbinen als auch solchen mit Kolbendampfmaschinen dient bzw. diente der Kondensator in erster Linie der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit, denn die Expansions- und somit die Arbeitsfähigkeit des Dampfes wird durch das entstehende Vakuum im Kondensator besser genutzt. Bei See-Schiffen war die zweite wichtige Aufgabe, die Rückgewinnung des wertvollen Kondensats als salzfreies Kesselspeisewasser.
Wir unterscheiden im Schiffsmaschinebau zwei verschiedene Kondensationsverfahren, nämlich die Oberflächenkondensation und die Mischkondensation. Die Kondensation des Dampfes findet dabei entweder an der Oberfläche von Kühlrohren statt, die hierzu von Kühlwasser durchströmt werden; daher die Bezeichnung Oberflächenkondensation, oder eine hinreichende Menge Kühlwasser wird bei der Mischkondensation unmittelbar in den Abdampf eingespritzt; die Mischung aus Kühlwasser und Kondensat wird abgeführt, das Kondensat geht verloren. Mischkondensation kam weitgehend in Süßwasserrevieren bei Schiffen mit Kolbenmaschinen zur Anwendung. Im Gegensatz hierzu befinden sich die Kühlrohre zur Oberflächenkondensation in einem geschlossenen Behälter. Der Abdampf tritt durch einen großen Stutzen von oben in den Behälter (Kondensator) ein, schlägt sich auf den Kühlrohren nieder und sammelt sich als Kondensat an der tiefsten Stelle des Kondensators. Kühlwasser und Kondensat bleiben dabei völlig von einander getrennt.

Der physikalische Vorgang im Oberflächenkondensator wird kurz zusammengefasst.
Der Abdampf gelangt in den Behälter und füllt seinen gesamten Raum aus. Der  Dampf hat bei atmosphärischem Umgebungsdruck (etwa 1bar absolut) eine Temperatur von 99,61 0C und ein spezifisches Volumen von 1,694 m3/kg. Der Behälter hätte Beispielweise ein Fassungs-Vermögen von 1m3. Er würde dann 1 m3 : 1,694 m3/kg = 0,59 kg Dampf enthalten. Diesem Dampf wird nun durch das Kühlwasser Wärme entzogen, so dass er kondensiert, also verflüssigt wird. Die 0,59 kg Dampf nehmen nach der Kondensation als Kondensat nur noch einen Raum von 590 cm3 = 0,59 Liter ein. Der Behälter mit einem Fassungsvermögen von 1m3 = 1000 Liter ist praktisch leer, also auch luftleer. Es entsteht ein Unterdruck den man als Vakuum bezeichnet. Würde nun weiterer Dampf nachströmen, trifft er im Behälter nicht mehr auf den Umgebungsdruck von 1 bara, sondern auf ein Vakuum von mehr als 99 %, also einen Kondensatordruck von weniger als 0,01 bara. Der Dampf könnte nun statt auf 1 bara auf ca. 0,01 bara expandieren. Expandiert Wasserdampf auf einen niedrigeren Druck, als dem atmosphärischen Druck, ist auch seine Sättigungs-Temperatur niedriger. Sättigungstemperatur bzw. Siedetemperatur nennt man die vom Druck abhängige Temperatur, wo Dampf wieder zu Wasser oder Wasser zu Dampf wird. Bei einem Druck von 0,01 bara wäre die Sättigungstemperatur nur noch ca. 6,5 0C. Solch ein Vakuum wäre in einem Kondensator nur mit sehr hohem Aufwand erreichbar. Das wirtschaftlichste Vakuum lag bei Kolbenmaschinen bei etwa 85%, entsprechend einem Kondensatordruck von ca. 0,15 bara, einer Sättigungs-Temperatur von ca. 55 0C und einer Kondensattemperatur von etwa 45 0C; das Vakuum in den Kondensatoren von Dampfturbinen ist mit bis zu 0,05 bar dagegen deutlich niedriger (…Sättigungstemperatur etwa 33 Grad C). Das verfügbare, in der Maschine in mechanische Arbeit umzuwandelnde (Temperatur-) sprich Wärmegefälle des Dampfes, wird  durch die Expansion im Vakuum größer.
Oder vereinfacht: Bei einem Modell-Kessel mit einem Dampfdruck von 3 bar wäre nach unserem Beispiel nun das nutzbare Dampfdruck-Gefälle nahezu 4 bar. Der erzeugte Dampf würde also besser ausgenutzt. Es ergäbe sich bei gleichem Dampfverbrauch eine höhere Leistung.

Durch Undichtigkeiten des Kondensators und der unter Vakuum stehenden Maschinenteile, aber auch durch die im Speisewasser gelöste, damit auch im Dampf enthaltene Luft, wird das Vakuum im Kondensator gestört und muss deshalb durch eine Luftpumpe dauernd entfernt werden. Die eingedrungene Luft verschlechtert auch den Wärmeübergang im Kondensator und damit seine Wirksamkeit.
Das Vakuum im Kondensator wird also nicht durch die Luftpumpen erzeugt, das wäre viel zu unwirtschaftlich, sondern durch den niedrigen Sättigungsdruck beim Wärmeentzug durch Kühlung. Das so genannte Wasserverhältnis sagt uns, welche Kühlwassermenge für die Kondensation einer bestimmten Menge Dampf erforderlich ist. Je größer das Kühlwasser-Verhältnis ist, umso größer wird das Vakuum, weil sich die Dampftemperatur bei genügend großer Kühlfläche immer mehr der Kühlwasser-Austrittstemperatur  nähert; die ist wiederum umso niedriger, je mehr Kühlwasser verwendet wird oder je niedriger die Kühlwasser-Eintrittstemperatur  ist.

In Modell-Dampfanlagen mit Kondensator wird meistens auf den Aufbau eines Vakuums verzichtet, da hier der Gewinn an Wärmegefälle im Allgemeinen nicht ausgenutzt werden kann. Die Erläuterung der Gründe hierfür, dürfte aber den Rahmen sprengen. Der „belüftete“ Kondensator dient somit nur der Kondensatgewinnung und nur die Oberflächenkondensation bringt im Modell-Schiffbau einen Vorteil.

In „Dampf- und Gasturbinen“ von Stodola, 5. Auflage von 1922, wird bereits von interessanten Untersuchungen über den Einfluss unbeweglich im Kondensator verharrender, feuchter Luft auf den Wärmeübergang zu den Kühlrohren berichtet. Stodola geht davon aus, dass der davon betroffene Teil der Kühlfläche völlig ausgeschaltet wird. Günstiger sieht es wohl aus, wenn die Luft im Kondensator quer zu den Rohren bewegt wird.
Ich empfehle, die berechnete, wirksame Kühlfläche bei einem belüfteten Kondensators um 25 % zu vergrößern. Unter Umständen ist aber sinnvoll, auch bei Verzicht auf ein Vakuum (Sättigungstemperatur > 99 0C) die Luft zu entfernen.
Sollte sich bei den Tests herausstellen, dass die Kühlleistung des Kondensators mit Belüftung unzureichend ist, wird die Luftleitung des Kondensators  über einen Luftkühler (z.B. Kühlschlange im Seewasserkasten) zu einer kleinen Piezo-Luftpumpe (Medizintechnik) geführt und die Luft mit geringem Unterdruck (ca. -500 Pa) abgesaugt.
Mehr über den Kondensator und seine Berechnung findet Ihr in meinem Bericht „Der Kondensator in Modell-Dampfanlagen“. Der Bericht erscheint in der nächsten Ausgabe des „Journal Dampf + Heißluft“ (vermutl. 4/2010). Wer nicht warten kann, erhält von mir auf Wunsch das Manuskript als PDF-Datei.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 24 August 2010, 09:57:38
Eine Modell-Dampfturbine erbringt die geforderten Werte für Leistung, Drehzahl und Dampfverbrauch unter recht eng tolerierten Betriebs-Bedingungen. Auch kleine Änderungen der zu Grunde gelegten Voraussetzungen haben häufig eine große Auswirkung.
Eine besondere Bedeutung kommt dabei stabilen, exakt nachvollziehbaren Dampfwerten zu.
Betreiber von Modell-Dampfkesseln kennen meisten nur den Dampfdruck. Andere Zustandsgrößen des erzeugten Dampfes sind dagegen unbekannt. Erfahrungsgemäß ist der Dampf aus Modell-Kesseln zu nass. Eine Kolben-Dampfmaschine kann solchen Dampf recht klaglos schlucken. Ein zuverlässiger Turbinen-Betrieb ist aber damit nicht möglich.
Gesättigter Dampf, auch als Sattdampf bezeichnet, ist trocken, das heißt sein Dampfanteil x beträt 100% (…oder x = 1) und enthält keine Wasseranteile. Angaben in Dampftabellen beziehen sich mit ihren verschiedenen physikalischen Werten immer auf den Sattdampf. Dieser seltene Grenzzustand zwischen Nass- und Heißdampf wird aber in der Praxis nicht erreicht, solange der Dampf mit Kesselwasser in Kontakt steht. Die Erreichung dieses Dampfzustandes wäre auch nicht ohne weiteres messbar. Bei der geringsten Abkühlung wird aus Sattdampf wieder Nassdampf. Das Kessel-Manometer, auch in Verbindung mit einem  Dampf-Thermometer gestattet im Nassdampf-Gebiet keinerlei Rückschlüsse auf den Dampfzustand, u.a. auf den Dampfgehalt x und auf die wichtige Höhe des Wärmeinhaltes. Erst im Heißdampfgebiet ist durch die Überhitzungs-Temperatur und den Dampfdruck eine eindeutige Aussage über den Dampfzustand möglich. Es ist also schon aus diesem Grund sinnvoll eine Modell-Dampfturbine mit überhitztem Dampf zu betreiben (von Heißdampf spricht man allgemein erst ab 200 Grad C).
Bei Nassdampf-Betrieb haben die im Dampf enthaltenen Wassertröpfchen eine bremsende Wirkung mit entsprechender Minderung der Turbinenleistung. Die Wassertröpfchen sind schwerer als Dampf und treten mit einer geringeren  Geschwindigkeit als der Dampf in die Schaufeln ein. Ihre relative Eintrittsgeschwindigkeit bekommt eine andere Richtung als die des Dampfes. Die Wassertröpfchen treffen daher auf den Schaufelrücken. Sie hemmen die Bewegung des Laufrades und können durch Erosion die Schaufeloberfläche zerstören.
Die Überhitzungstemperatur wird demnach so gewählt, dass auch der Abdampf noch ausreichen trocken ist. Den höheren Wärmeinhalt des überhitzten Dampfes können wir im Modellbau nur bedingt nutzen. Diese Wärmenergie geht mit dem noch überhitzten, also trockenen Abdampf verloren, aber der Betrieb der Modellturbine ist hierdurch nahezu frei von Leistung minderndem Kondensat. 
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 25 August 2010, 19:33:22
Zum Abschluss soll noch der, bei Dampfturbinen so wichtige und im Bericht häufig genannte Begriff der „Verluste“, sowie deren Darstellung im Mollier-Diagramm etwas näher erläutert werden; das geht aber nicht ganz ohne einen, für die meisten Leser vermutlich langweiligen, kleinen Ausflug in die Physik.

Dampfturbinen sind Wärmekraftmaschinen. In ihnen soll Wärme in mechanische Arbeit umgeformt werden. Hilfsmittel hierfür ist der Wasserdampf. Die Höhe des Arbeitsvermögens von Wasserdampf ist dabei gleichbedeutend mit der in ihm vorhandenen Wärmemenge.
Überträgt man Wärme auf Wasser so steigt seine Temperatur, damit sein Wärmeinhalt. Die Wärmemenge, die nötig ist um 1kg Wasser bei atmosphärischem Luftdruck um 1 Grad C zu erwärmen, nannte man anfänglich eine Wärmeeinheit (WE), später eine Kilokalorie (kcal) und heute spricht man von Joule (J) bzw. Kilojoule (kJ). Die mechanische Arbeit hingegen wird in Kilogrammmeter (kgm) bzw. Newtonmeter (Nm) angeben. Frühe Versuche erbrachten, dass man in einer verlustfreien Maschine mit der Wärmemenge von 1 kcal eine mechanische Arbeit von 427 kgm (427 kgm = 4186,8 Nm) verrichten kann. Ein wichtigstes Kennzeichen einer Maschine ist der Wert an Arbeit, den sie innerhalb einer Zeiteinheit z.B. einer Sekunde verrichtet, also Kilogrammmeter pro Sekunde (kgm/s). Diesen Wert nennt man Leistung. Die Maßeinheit kgm/s erbrachte bei größeren Leistungen recht unbequeme Zahlenwerte, man benutzte daher größere Maßeinheiten, wie Pferdestärke (1PS = 75 kgm/s) bzw. Kilowatt (1kW = 102 kgm/s). Damit sind auch diese Begriffe und ihre Zusammenhänge kurz dargestellt.
Bei jeder Energieübertragung bzw. Energieumformung wird nur ein Teil der Energie übertragen oder umgeformt. Der übrige Teil verschwindet zwar nicht, kann aber für den jeweiligen Zweck nicht nutzbar gemacht werden und gilt als Verlust.
Das Arbeitsvermögen, welches einer Maschine in Form von Wärme zugeführte wird, ist also nie vollständig in mechanische Arbeit umwandelbar. Das Verhältnis der abgegebenen Nutzarbeit zur zugeführten Wärmemenge ist der Wirkungsgrad. Die nutzbare Arbeit ist stets nur ein Teil des zugeführten Arbeitsvermögens. Der Wirkungsgrad ist deshalb immer kleiner als 1.
Das Arbeitsvermögen des Dampfes beruht auf seinem Bestreben sich auszudehnen; zu expandieren. Diese Expansions-Energie ist in zwei Formen nutzbar: Der potentiellen oder ruhenden Energie in Form von Dampfdruck und der kinetischen Energie bzw. Bewegungsenergie in Form von Dampfgeschwindigkeit.
Den Dampfdruck mit seiner Kraftwirkung auf die Fläche des Kolbens nutzen wir in der Kolbendampfmaschine. In der Dampfturbine hingegen wird der Dampf durch die Expansion in Düsen beschleunigt und die Dampfgeschwindigkeit durch Schaufelräder in mechanische Arbeit umgewandelt. Bei der Expansion des Dampfes verringert sich sein Wärmeinhalt. 
Diese Verminderung des Wärmeinhaltes durch Expansion nennt man das Wärmegefälle des Dampfes. Die Höhe der Dampfenergie, also der Wert an mechanischer Arbeit, der theoretisch während des Umwandlungs-Prozesses in einer Maschine verrichtet werden kann, ist allein abhängig von der Höhe des Wärmegefälles.
Tatsächlich treten jedoch während dieses Prozesses Verluste auf.  Je kleiner diese Verluste sind, umso besser ist der Wirkungsgrad der Turbine und umso weniger Dampf wird für die geforderte Leistung verbraucht.
Wir unterscheiden dabei zwischen äußeren und inneren Verlusten. Äußere Verluste treten, wie der Name schon sagt, außerhalb des Prozesses auf. Zu den äußeren Verlusten gehören:
—   Verluste durch Undichtigkeit,
—   Verluste durch Abkühlung und Strahlung,
—   Verluste durch mechanische Reibung.
Durch geeignete Maßnahmen, wie das Abdichten der Gehäuse- und Leitungsverbindungen gegen Dampfverlust, ausreichende Wärmeisolierung des Turbinengehäuses und seiner Zu- und Ableitungen, sowie der Einsatz von Kugellagern oder reibungsarmen Gleitlagern und Wellendichtringen, können diese Verluste auf ein Minimum reduziert werden.
Innere Verluste entstehen im Dampf selbst, durch die Reibung der Dampfteilchen aneinander und an den Wänden der Düsen- bzw. Schaufelkanäle sowie durch Wirbel und Stöße im Dampfstrahl.
Die Höhe der inneren Verluste hat den erheblich größeren Einfluss auf den Wirkungsgrad.
Die verschiedenen Verluste müssen wenn nicht rechnerisch, so zumindest überschlägig ermittelt werden. Ein wichtiges Hilfsmittel ist hierbei das, nach seinem Erfinder benannte Mollier-Diagramm (…früher i-s-, heute h-s-Diagramm). Hiermit lässt sich der gesamte Prozess, einschließlich aller inneren Verluste mit ihrer Wirkung auf den Dampfzustand sowie den Wirkungsgrad darstellen.
Bevor wir die inneren Verluste in der Reihenfolge behandeln, wie sie bei der Strömung des Dampfes durch die Turbine entstehen, eine kurze Erläuterung am Ausschnitt eines älteren Mollier-Diagramms, sowie einige Hinweise zu seiner Anwendung.

Die Sattdampfkurve oder Sättigungslinie (Grenzlinie x = 1) verläuft etwa quer durch Bild  und ist besonders stark gezeichnet; darunter befindet sich das Nassdampfgebiet, darüber das Heißdampfgebiet. Die Linien, die im Nassdampfgebiet  in etwa parallel zur Sättigungslinie verlaufen, sind Linien gleichen Dampfgehaltes (x = 0,95,  x = 0,90 usw.). Von links unten nach rechts oben verlaufen über das ganze Feld die Linien gleichen Drucks.
Im Heißdampfgebiet teilweise fast waagerecht, verlaufen die Linien gleicher Dampf-Temperatur. Im Nassdampfgebiet sind keine Temperaturlinien eingezeichnet, weil dort zu jedem Druck eine konstante Siedetemperatur gehört, sie ist mit der Temperatur an der Sättigungslinie (Sättigungstemperatur) identisch. Der, für die Turbinenberechnung wichtige Wärmeinhalt des Dampfes, sowie das jeweils verfügbare, theoretische Wärmegefälle, sind auf der senkrechten Achse direkt ablesbar.
Wir sehen hier als Beispiele die drei Linien der verlustfreien Expansion verschiedener Dampfzustände von jeweils 5 ata Dampfdruck auf 1 ata Umgebungsdruck. Wir erkennen die Anfangszustände (i1) von Nassdampf (1) mit 10 % Restfeuchte, also x = 0,9,  Sattdampf (2) und Heißdampf (3) von 200 Grad, sowie die entsprechenden Endzustände (i2) mit dem Feuchtigkeitsgehalt des Abdampfes. Wir erkennen auch die unterschiedlichen Wärmeinhalte am Anfang (i1) und am Ende (i2), sowie die Höhe der Wärmegefälle (h).
Aus dem Wärmegefälle h lässt sich mit der Zahlenwertgleichung c0 = 91,5 ∙ √ h (kcal/kg) oder c0 = 44,7 ∙ √ h (kJ/kg) die theoretische Dampfgeschwindigkeit c0 in m/s ermitteln.

Die beim Durchströmen der Turbine im Dampf auftretenden Verluste werden in einem zweiten Ausschnitt aus dem Mollier-Diagramm dargestellt.
Wir sehen den Verlauf der Expansionslinie einer Turbine für den Betrieb mit Sattdampf bei einem Dampfdruck p1 = 1,7 ata (Punkt A) für Auspuff-Betrieb (p0 = 1 ata). Das theoretische Wärmegefälle ht (gestrichelt, Punkt A0) beträgt 22 kcal/kg. Die Verluste stellen sich als Minderung des theoretisch verfügbaren Wärmegefälles dar und sind im hohen Maße von der Dampfgeschwindigkeit abhängig, denn die geht jeweils mit ihrem Quadrat in deren Berechnungen ein.

Die Düsenverluste hd  entstehen im Düsenkanal durch Reibung und Verwirbelung. Ihre Höhe hängt von der der Länge des Reibungsweges und von der Ausführungsqualität der Düsen ab. Hier sind es etwa 3 kcal/kg. Der Dampf tritt als nicht mit der theoretischen Geschwindigkeit c0 aus der Düse aus, sondern mit der tatsächlichen Geschwindigkeit c1. Den Dampfzustand hinter Düse zeigt Punkt A1.
Die Schaufelverluste hs entstehen ebenfalls durch Reibung, Verwirbelungen und Stöße. Der weitaus größte Verlustanteil wird jedoch durch die Umlenkung des Dampfstrahles hervorgerufen. Die Umlenkverluste entstehen auf den unterschiedlich langen Wegen der Dampfteilchen in der Schaufelkrümmung durch innere Reibung der Teilchen aneinander. Sie hängen vom Umlenkwinkel ab, also von Ein- und Austrittswinkeln der Schaufeln und sind umso größer, je stärker die Umlenkung ist. Auch die Schaufelteilung hat Einfluss auf die Verluste. Ist die Teilung zu klein wird die Wandfläche der Kanäle im Verhältnis zum Querschnitt zu groß. Bei zu großer Teilung wird die Führung und Umlenkung des Dampfstrahles schlecht. Die Verluste in den Schaufeln der Geschwindigkeitsstufen werden meistens zusammengefasst (Punkt A2).
Die Radreibungs- und Ventilationsverluste hrv (Punkt A3) werden im Modellbau meistens vernachlässigt, oder ggf. durch einen geschätzten Wert ersetzt, denn sie sind aufwändig zu ermitteln. Die Laufradscheiben bewegen sich in den sie umgebenden Dampf, hierdurch entstehen Reibungsverluste Um sich einen Begriff von der Wirkung der Radreibung zu machen, stellen wir uns vor, die Radscheibe liefe nicht im Dampf, sondern in einer zähen Flüssigkeit. Eine besonders sorgfältig ausgeführte Oberfläche der Radscheiben, frei von Erhöhungen, Vertiefungen oder gar Speichen, kann deshalb auf keinem Fall schaden.
Die Laufradschaufeln, welche nicht durch Düsen oder Leitkanäle mit Dampf beaufschlagt werden, also nicht von ihm durchströmt werden, verursachen ein Umherwirbeln des Dampfes in der Radkammer (Ventilation). Neben dem Beaufschlagungsgrad sind Dampfdichte und Umfangsgeschwindigkeit von Einfluss. Diese Verluste können recht erhebliche Werte annehmen und die Arbeit des Dampfes nahezu aufheben. Die Abdeckung der nicht beaufschlagten Laufradschaufeln mit feststehenden, so genannten Ventilations-Schutzringen verhindert durch Einschließen des Dampfes in den Schaufelkanälen weitgehend seine Verwirbelung in der Radkammer.
Beide Faktoren haben eine bremsende Wirkung. Diese Bremswirkung ist umso größer, je mehr Laufradscheiben vorhanden sind und umso größer ihr Durchmesser ist.
Der Austrittsverlust ha entsteht, weil der Dampf mit einer gewissen Restgeschwindigkeit die Turbine verlassen muss. Die verlorene Strömungsenergie der Austrittsgeschwindigkeit mindert ebenfalls das theoretische Wärmegefälle ht. Wir erhalten  im Diagramm den Endpunkt A4.  Hier sehen wir, dass der Abdampf die Turbine fast trocken verlässt.
Das innere Gefälle hi ist der tatsächlich in der Turbine in Arbeit umgewandelte Teil des theoretischen Dampf-Wärmegefälles. Das Verhältnis zwischen innerem Gefälle und theoretisch verfügbarem Gefälle nennt man den inneren Wirkungsgrad der Turbine.

Ich hoffe ich habe zum Schluss Eure Geduld nicht noch allzu sehr strapaziert.
Bis zum nächsten Mal!


Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Konni am 24 Oktober 2010, 14:16:36
Hallo Turbo-Georg,
hallo alle Interessierten,

Deine Berichte vom zum Thema " Dampfturbine im Modellbau" sind hochinteressant und sehr lehrreich.
Auch ich beschäftige mich schon sehr lange mit dem Bau von Modelldampfturbinen und habe Anfang des Jahres meine Allererste fertigstellen können.

Es handelt sich hier um eine axial beaufschlagte, 1-kränzige Turbine mit Profilschaufeln aus MS 58, der Kessel einfachster Bauart ist als Durchlaufkessel mit umlaufender Vorheizerschlange konzipiert und wird von einer Eigenbau-Speisepumpe beschickt.

Wie Du schon richtig am 18.08. bemerktest lässt sich so ziemlich jede Fläche mit Dampf bewegen, deswegen ist auch diese Turbine mit Rückwärtsdüsen beaufschlagt.
Klar, dass die Rückwärtsleistung bei weitem nicht der Vorwärtsleistung entsprechen kann, jedoch ist eine Rückwärtsfahrt bedingt möglich.

Anzuschauen ist die Turbine im Netz, unter Videos.

Mittlerweile ist schon eine zweite, kleinere und leichtere Modelldampfturbine entstanden, jedoch kann ich diese noch nicht vorstellen, da hier demnächst ein Bericht in einer einschlägigen Fachzeitschrift erfolgt.

Was im Bereich " Die Bismarck im Maßstab 1:100 " entsteht ist einfach nur genial und ich hoffe dass auch hier maximaler Erfolg beschieden ist. ( Sieht gut aus! )

Letztendlich zahlt sich Geduld und Beharrlichkeit trotz vieler Rückscläge immer aus!

K. Nordmann jun.

Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 24 Oktober 2010, 15:36:46
Hallo Konni,
ich finde es gut, wenn die wenigen Freunde der Modell-Dampfturbine mit ihren Erfahrungen an die Öffentlichkeit treten. Ich bin natürlich sehr interessiert und würde gerne mehr erfahren. Das Video hätte ich mir gerne angeschaut, aber ich vermisse einen Link.
Vielleicht meldest du ich ein mal über meine Email-Adresse.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 19 März 2011, 16:56:39
Auf Wunsch noch einen Hinweis auf die Vorgehensweise bei der Berechnung einer Modell-Dampfturbine.
Wer erfolgreich sein will, solltest systematisch vorgehen und auch die Physik nicht ganz ignorieren.
 
Ausgangspunkt ist immer der zur Verfügung stehende Dampf und seine Zustandsgrößen, wie Wärmeinhalt, Feuchtigkeitsgrad und Dichte, denn das Wärmegefälle während der Expansion bestimmt die Dampfgeschwindigkeit am Düsenausgang. Die wiederum muss in einem bestimmten Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit des Schaufelrades stehen, um einen ausreichenden Wirkungsgrad zu erzielen.
Die Wahl der Turbinendrehzahl und des Raddurchmessers entscheiden letztendlich über die geeignete Bauform und die notwendige Anzahl an Stufen, um das verfügbare Wärmegefälle zu verarbeiten.
Man zeichnet die ermittelten Geschwindigkeiten in einen so genannten  Geschwindigkeitsplan und findet mit seiner Hilfe die entsprechenden Relativ-Geschwindigkeiten und die entsprechenden Schaufelwinkel.
Aus dem Geschwindigkeitsplan wird auch der Wirkungsgrad am Radumfang ermittelt.
Der Wirkungsgrad und die gewünschte Turbinen-Leistung bestimmen den spezifischen Dampfverbrauch und in Abhängigkeit vom Zustand des Dampfes (Arbeitsfähigkeit) seine Verbrauchsmenge.
Die Dampfmenge, die die Turbine durchströmen soll, bestimmt den Düsenquerschnitt und  die weiteren Durchtrittsquerschnitte (Schaufelkanäle, Umlenkkammern usw.).in Abhängigkeit vom jeweiligen Dampfzustand (spez.Volumen) sowie den unterschiedlichen Dampf-Geschwindigkeiten (Stetigkeitsgleichung * von Bernuolli). Die Änderungen des Dampfzustandes während des Arbeitsprozesses werden im Mollier-Diagramm ersichtlich.
Mit den nun zur Verfügung stehenden Größen, werden die Laufschaufeln konstruiert und entsprechend der ermittelten Teilung ganzteilig auf das Rad verteilt (…ggf. Korrektur des Raddurchmessers). Es folgen die Leitschaufeln oder Leitvorrichtungen.
Nach der Berechnung der Querschnitte von Dampfzuleitung und Dampfaustritt kann die Turbine konstruiert werden.
Das klingt im ersten Moment recht kompliziert, ist es aber nicht, wenn man neben dem Taschenrechner und dem Zeichenbrett die entsprechenden grafischen Hilfsmittel (…stelle ich gerne zur Verfügung!) nutzt.

*) Physik der 10. Klasse

Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Captain Hans am 19 März 2011, 20:21:31
Hallo Georg

da hab ich in Physik wohl gerade gefehlt :-D

liebe grüße
Hans
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 19 März 2011, 22:34:28
Hallo Hans,
ich bin mir sicher, du hast es nur vergessen.
Ich hatte in letzter Zeit wenig Gelegenheit mal wieder etwas von mir zu geben, aber für die Beantwortung von Fragen habe ich mir die Zeit genommen.
Beim letzten Fall nahm ich an, dass er von breiterem Interesse ist.

Herzliche Frühlingsgrüße aus der alten Heimat.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 04 April 2011, 10:47:32
Hallo Modellbau-Freund,
hier ein weiterer Beitrag von hoffentlich breiterem Interesse.

Hinweise zu Konstruktion und Bau von Modell-Dampfturbinen.
Zur Vereinfachung der Modell-Berechnungen werden einige Verlust-Faktoren nicht oder nur teilweise berücksichtigt.
Die Berechnungen dienen unter festen technischen Vorgaben vorrangig der Bestimmung und der Harmonisierung der wichtigsten physikalischen Größen. Modell-Dampfturbinen erreichen daher im praktischen Betrieb häufig nicht die Leistungsdaten, die ihren Berechnungen zu Grunde liegen.
Die vordringlichte Zielsetzung bei Konstruktion und Bau von Modell-Dampfturbinen muss daher sein, den errechneten theoretischen Werten möglicht nahe zu kommen.
Neben der konstruktiven Umsetzung der ermittelten Maße und Formen, kommt dabei den Vorkehrungen zur Minimierung von Verlusten jeder Art eine besondere Bedeutung zu.

Mit optimierten, einstufigen Dampfturbinen, in den für den Modellbau sinnvollen Abmessungen und Drehzahlen sind günstigsten Falls innerer Wirkungsgrade von ηi  ≈ 0,45 erreichbar. Eigentlich ein recht guter Wert, im Vergleich mit den allgemein in der einschlägigen Literatur beschriebenen oder im Handel angebotenen Modell-Turbinen.
Bei einer, für ein mittleres Modell ausreichenden Antriebsleistung von etwa 20 W, bedeutet das aber immer noch einen recht hohen Dampfverbrauch von etwa 30 g/min, das entspricht ca. 1,8 Liter  verdampfbares Kesselwasser pro Stunde, also einen großen Kessel oder recht kurze Fahrzeit.
Die Berechnung einstufiger Modell-Dampfturbinen wird von mir hauptsächlich beschrieben, um die Vorgehensweise, die Anwendung der grafischen Hilfsmittel, sowie die Zusammenhänge und Abhängigkeiten der physikalischen Größen verständlich zu machen. Es wird aber jedem Interessierten schnell klar, dass mit vergleichsweise geringem Mehraufwand, z.B. wiederholter  Beaufschlagung des Laufrades, bereits bessere Ergebnisse erzielt werden können Der beispielhafte Entwurf  gemäß angehangener Zeichnung, zeigt den Aufbau einer zweistufigen Modell-Dampfturbine mit wiederholter Beaufschlagung des Laufrades. Sie wurde traditionell als Längsstromturbinen ausgelegt und hat aus mehreren Ringsegmenten hergestellte Düsen- bzw. Leitkammern. Die innere Leistung dieser Modell-Dampfturbine beträgt ca. 25 W bei 20.000 U/min mit einem Wirkungsgrad von ηi  ≈ 0,55.

Die Modell-Turbine besteht nach dieser konstruktiven Lösung im Wesentlichen aus folgenden Baukomponenten:

-   Turbinengehäuse (1) mit zwei Gehäusedeckeln (2, 3)
-   Lagergehäuse (4) mit zwei Kugellagern (6), Kontrolldeckel (5)
-   Turbinenwelle (7) mit Laufrad (8 )
-   Leitkammer (10) und Düsenkammer (11)
-   Wärmeisolierung (12)

Wichtigster Aspekt dieser Konstruktion ist der symmetrische Aufbau. Die wahlfreie Anordnung der Hauptkomponenten gestattet nicht nur eine einfache Anpassung an die unterschiedlichen räumlichen Gegebenheiten, sondern erlaubt durch weitgehende Standardisierung ihren einfachen Austausch bei Erweiterung oder Umbau.
Diese Konstruktions-Lösung soll nicht nur eine Herstellung von Düsen und Leitkammern ohne den Einsatz von CNC ermöglichen, sondern durch freimütige, recht einfache Änderungen der Abmessungen und wahlfreien Positionierung der Dampfkanäle die Möglichkeit bieten, eigene Erfahrungen zu sammeln oder eigene Ideen umzusetzen. Also eine Art Baukasten mit Standardkomponenten für unterschiedlichste Leistungsbereiche oder Einsatzfälle
Die Abmessungen wurden so gewählt, dass damit ein breites Leistungs-Spektrum für die verschiedensten Anforderungen im Modellbau abgedeckt werden kann. Als Ausgangsmaterial für die Gehäuseteile eignet sich Aluminium, Messing oder Rotguss. Bezüglich Gewicht und Kosten ist Aluminium am günstigsten; hierbei ist allerdings das Einlöten von  Anschlussflanschen oder Kammern etwas schwieriger, hier empfiehlt sich das Aufsetzen und  Befestigen durch Schrauben. Die Herstellung aus Messing-Vollmaterial ist wegen des hohen Zerspanungsanteils kosten- und zeitintensiv.
Recht gut geeignet ist Rotgussrohr, es wird in den vielfältigsten Durchmessern und Wandstärken angeboten.
Wegen der unterschiedlichen Wärme-Ausdehnung, sollte bei den Bau-Komponenten des Gehäuses, Aluminium nicht mit Kupferlegierungen kombiniert werden.
Die Gehäusedeckel dienen dem dichten Gehäuseabschluss und tragen das Lagergehäuses, den Kontrolldeckel sowie die Düsen- bzw. Leitkammer.
Ausfräsungen an den Seiten der Gehäusedeckel nehmen jeweils die Düsen- bzw. Leitkammer auf. Diese werden am Besten mit geeigneten  Schrauben außen auf den Deckeln befestigt und erhalten somit eine sichere und exakte axiale Positionierung zum Laufrad (Längsspalt).
Der Innendurchmesser des Gehäuses und der Außendurchmesser des Laufrades ergeben den Querspalt. Für den Anschluss eines Abdampfrohres empfiehlt sich ggf. statt einer einfachen Öffnung im Deckel eine weitere aufgesetzte Kammer.
Die äußere Ausdrehung zwischen den Gehäuse-Flanschen wird mit Wärme-Isoliermaterial gefüllt.
Das Lagergehäuse nimmt die beiden Kugel- oder Gleitlager auf. Hier ist auf ausreichend Raum zur Wärmebedingten Ausdehnung der Welle in Richtung Wellenabgang zu achten (Lagersitze, Wellensicherung). Ein O-Ring verhindert das Austreten von Kondensat oder bildet ggf. zweifach (Reibung!) die druckdichte Wellendurchführung bei Hochdruck(HD)- Stufen.
Die Baukomponenten der Turbinenwelle, wie Mutter, Federring, Distanzring und ggf. auch die Kugellager, sollten wie die Welle selbst aus rostfreiem Stahl sein.
Bei der Herstellung der Laufrad-Komponenten kommt aus Festigkeitsgründen nur Automaten-Messing oder hochfestes Aluminium in Frage. Auch Edelstahl wäre hierfür denkbar, jedoch gestaltet sich die Herstellung damit etwas schwieriger. Zur Erhöhung der Rundlaufeigenschaft werden Welle und Laufrad „zwischen den Spitzen“ gedreht.
Die Beschreibung eines geeigneten Verfahrens zur konventionellen Herstellung der Kammern und des Schaufelprofils auf dem Rundtisch einer Fräsmaschine, steht auf Wunsch zur Verfügung.
Die Turbine wird mit Nefalit- oder Polyuretanschaum-Platten isoliert.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades, besonders im höheren Leistungsbereich führt konsequenter Weise zur Druckstufung. Sie gestattet in Kombination mit Geschwindigkeits-Stufung, auch unter Einsatz einfacher Düsen im unterkritischen Druckbereich die Verarbeitung größerer Wärmemengen, bei gleichzeitig besserer Ausnutzung der Wärmeenergie. Unter bestimmten Voraussetzungen sind so innere Wirkungsgrade von 0,6 und besser erzielbar; also bereits beachtlich nahe zum Großbetrieb.
Der gleichzeitige Wechsel zum Querstrom-Prinzip erbringt trotz Mehrstufigkeit eine relativ kurze Baulänge, ein günstigeres Leistungsgewicht und auch eine vereinfachte Herstellung der Laufräder-Beschaufelung sowie der Düsen und Leitkammern.
Neben der Möglichkeit die maximal zwei Druckstufen in getrennten Gehäusen unterzubringen und die beiden Turbinenwellen zu koppeln, bietet sich die zweifellos elegantere Lösung eines gemeinsamen Gehäuses unter Verwendung eines druckdichten Zwischenbodens.

Eine, in jeder Hinsicht optimierte Konstruktion einer vierstufigen Querstrom-Modell-Dampfturbine zeigt die Zeichnung in Antwort # 3.
Bei nur unwesentlich größerer Länge und nur geringfügig höherem Gewicht gegenüber der zweistufigen Turbine, hat sie bei einem inneren Gesamt-Wirkungsgrad ηi = 0,60 und einem Dampfverbrauch Gsec = 0,65 g/s eine Leistung Ni = 64 W.
Sie verfügt über zwei Druckstufen mit je zwei Geschwindigkeitsstufen in einem, durch einen Zwischenboden geteilten Turbinengehäuse.

Es bietet sich also ein breites Spektrum an Lösungen, bis zur Integration einer zweistufigen, freilaufenden Rückwärtsturbine in die ND-Stufe einer vierstufigen 100-Watt-Marschturbine eines größeren Modell-Schiffs, mit zwei Fliehkraft-Kupplungen in der Kupplungsglocke der Antriebs-Welle (...siehe Antwort # 8 ).
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Captain Hans am 04 April 2011, 14:46:22
danke Georg top

liebe Grüße

Hans
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 25 April 2011, 14:43:21
Liebe Modellbau-Freunde,
ihr solltet euch trauen eure Fragen öffentlich im Forum zu stellen,
denn sie sind in der Regel von allgemeinem Interesse.

Also, mit der so genannten Bernuolli-Gleichung (Antwort # 19) habe ich wohl einen Bock geschossen oder einige Freunde haben wie Hans, ebenfalls gerade im Unterricht gefehlt.
Dabei ist sie ganz einfach. Sie besagt, dass in der Regel beim Durchströmen eines Systems die einströmende Stoffmenge der ausströmenden Stoffmenge entspricht. Der Stoff ändert in Abhängigkeit vom Strömungs-Querschnitt seine Strömungsgeschwindigkeit und u.U. sein spezifisches Volumen.
Wenn wir von einem konstanten spezifischen Volumen v ausgehen, erhöht sich also die Strömungsgeschwindigkeit c bei kleiner werdendem Querschnitt F und bei größer werdendem nimmt sie ab. Das trifft für alle Fluide zu. Bei Gasen oder in unserem Falle, bei Dampf, kann sich u.U. durch die Verlustwärme aus Reibung die Temperatur des Gases oder des Dampfes erhöhen und damit auch das spezifische  Volumen v steigen oder bei Wärmeverlust auch fallen.
Bei Flüssigkeiten kann man normalerweise v  als konstant annehmen.

Kontinuitäts- oder Stetigkeitsgleichung von Bernoulli.

G ∙ v = F ∙ c

Wobei G die Menge, v das spezifische Volumen, F die Querschnittsfläche und c die Strömungsgeschwindigkeit ist.


Eine Modellturbine wird von der konstanten Dampfmenge Gsec (g/s) durchströmt. Die Dampfmenge G  hängt u.a. von der gewünschten Turbinenleistung ab.
Während seiner Expansion nimmt bekanntlich das spezifisches Volumen v (m3/kg) des Dampfes zu. Durch die geleistete Arbeit und die Strömungsverluste in der Turbine ändert sich aber neben dem Dampfzustand (v) auch die Dampfgeschwindigkeit c (m/s). Diesen geringeren Geschwindigkeiten und dem höherem Volumen muss durch Vergrößerung der Durchtritts-Querschnitte ausreichend Raum geschaffen werden.
Die von uns gesuchten Abmessungen der jeweilig durchströmten Querschnittsflächen F (mm2) der Düsen und Kanälen einer Modell-Dampfturbine, ergeben sich nach Umstellung der Gleichung aus:

                                                         Gsec (g/s) ∙ v (m3/kg) ∙ 1000
                                         F (mm2)  =     ———————————                                   
                                                                     c (m/s)

Für die Geschwindigkeit c und das spezifische Dampfvolumen v setzen wir jeweils die Werte am Austritt einer Düse oder eines Kanals ein. Die entsprechenden Geschwindigkeiten c werden errechnet oder dem Geschwindigkeitsplan entnommen. Das spezifische Volumen v entnehmen wir direkt einem i-s –Diagramm mit Volumenlinien oder nach Ermittlung des jeweiligen Stufen-Druckes p, dem etwas genaueren p-v –Diagramm.
Die Gleichung ist besonders wichtig für die Berechnung des Düsenquerschnitts Fmin der im Modellbau vorwiegenden einfachen Düsen.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: iron dog am 01 September 2011, 14:05:36
Hallo Georg

Ich lese ebenfalls mit grösstem Interesse, was Du über Dampfturbinen schreibst. Um hier aber allenfalls etwas fragen zu können, muss ich erst mal alles lesen, was Du schon geschrieben hast. Und das ist ne ganze Menge, dazu mit fundiertem Hintergrund, also ganz und gar keine seichte Lektüre, die ich mir schnell durchlese  :wink:  Allein die ganzen Diagramme mit pV-Kurven, Dampfdruckkurven und was alles noch....Dagegen ist eine Gasturbine fast schon wieder einfach zu verstehen!

Seit ich mich in diesem Forum angemeldet habe,  komme ich ohnehin nicht mehr aus dem Staunen heraus. Was Ihr hier so baut ist oft der Wahnsinn! Erst hier wurde mir klar, was für ein grosses Projekt ich mir mit dem Bau eines Schiffes mit DT zumute. ::B) Schliesslich sollte man für einen Vierschrauber mehr als eine DT haben :-o Aber ich bleibe dran, versprochen :O/Y

Eine Frage hätte ich dann aber doch: Hast Du dich schon mit der Tesla-Turbine als Antrieb eines Modells auseinander gesetzt?
Diese hätte einige Vorteile aus meiner (zugegebenermassen noch beschränkten) Sicht. Zum Beispiel kann ohne Problem derselbe Läufersatz für Vorwärts- und Rückwartsfahrt eingesetzt werden, was die Vorwärmung der Rückfahrturbine überflüssig macht und das Gewicht senkt. Dazu sollte der Wirkungsgrad besser ausfallen bei so kleiner Baugrösse, da die Geometrien einfacher sind als bei einer DT mit "richtiger Beschaufelung". Ausserdem kann man ohne Probleme mit den selben Grundbauelementen sowie eine HD- als auch eine ND-Stufe abbilden. Braucht einfach ein breiteres Gehäuse.

Gruss, Iron Dog
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 01 September 2011, 18:04:23
Hallo Iron Dog,
es gibt offensichtlich eine größere Zahl an „anonymen“ Modell-Turbinen-Freunden, als allgemein vermutet.
Ich habe gerade erst vor ein paar Tagen vom geplanten Vorhaben eines Modellbauers gehört, der den Bau eines 3,5 m - Zerstörer-Modells mit mehreren Dampfturbinen beabsichtigt.
Dein Vorhaben klingt auch nicht unbedingt bescheiden. Es erscheint nicht gerade als ein typisches Anfängerprojekt, aber mit Zeit, Geld und Geduld ist fast alles machbar.
Ich bin aber davon überzeugt, dass die Vorstellungen hierüber noch mehrfach revidieren werden müssen, wenn es daran geht, das Projekt Schritt für Schritt in die Wirklichkeit umzusetzen. Spätestens beim Versuch, die für Dampfturbinen geltenden physikalischen Gesetze mit den Möglichkeiten, vor allem den Abmessungen des Modellbaues in Einklang zu bringen, zeigen sich die Grenzen des Machbaren sehr schnell. 

In den frühen Überlegungen zu solchen Vorhaben, taucht auch immer wieder die TESLA-Turbine als scheinbar ideale Antriebslösung auf.
Ich muss gestehen, dass ich über keinerlei Erfahrung hierüber verfüge, sondern mir die Erkenntnisse anderer Modellbauer zu Eigen gemacht habe.

Obwohl die TESLA-Turbine bereits 1909 patentiert wurde, wird sie in keinem der Klassiker der Dampfturbinen-Fachliteratur, wie von Stodola, Bauer, Zietemann, Dietzel usw. auch nur erwähnt.
Wenn also die TESLA-Turbine auch nur einen Bruchteil ihrer „legendären“ Eigenschaften besäße, währe die Welt voller solcher Turbinen und kein Ingenieur der Welt würde sich der Mühe unterziehen, Turbinen mit aufwändigen Leit- und Laufschaufelrädern zu entwickeln.
Es erscheint auf den ersten Blick faszinierend, eine Turbine zu bauen, die ohne die mühsam herzustellende Vielzahl unterschiedlicher Schaufeln auskommt, sondern der Rotor aus einfachen Scheiben besteht.
Das Prinzip der Energieabgabe von einem bewegten Fluid (z.B. Dampf) an eine drehende Scheibe, durch dessen Anhangskraft (Adhäsion), ist nicht nur seit mehr als 100 Jahren bekannt, nein, die Turbinenkonstrukteure schlagen sich noch heute in Form von möglichst niedrig zu haltenden Radreibungsverlusten bei Dampfturbinen damit herum. Um sich einen Begriff von der Radreibung zu machen, stellen wir uns vor, die Radscheiben laufen nicht in Dampf, sondern in einer zähen Flüssigkeit.
Die TESLA-Turbine entwickelt ihre höchste Leistung bei der halben Leerlauf-Umfangsgeschwindigkeit und die entspricht in etwa der Dampfgeschwindigkeit. Wie man diese errechnet, ist bereits bekannt.
Wir resümieren: Sehr hohe Drehzahlen oder große Raddurchmesser, niedriges Drehmoment, schlechtes Regelverhalten.


Frage an FL: Gehören die letzten beiden Postings nicht besser hierher?

http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,12568.0.html
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: t-geronimo am 02 September 2011, 00:38:05
Verschoben!  :O/Y
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 02 September 2011, 08:32:12
Danke, Thorsten.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: iron dog am 03 September 2011, 15:24:15
Dein Vorhaben klingt auch nicht unbedingt bescheiden. Es erscheint nicht gerade als ein typisches Anfängerprojekt, aber mit Zeit, Geld und Geduld ist fast alles machbar.
Hallo Georg

Vielen Dank für Deine Antwort erstmal  :TU:)

Nein, mein Vorhaben ist ganz schön frech. Ich bräuchte einen ziemlich grossen Kessel mit Überhitzer, ein gutes Feuerungskonzept inkl. Regelung,  verlustarme Regeltechnik auf der Dampfseite, die DT mit brauchbaren Dampfdüsen, einen guten Kondensator und eine Kondensatpumpe als Minimalausrüstung. Ohne Kondensator raucht es zwar schön, wenn man es den Schornstein hochjagt, aber die "Luft" geht einem solchen Modell schnell aus.

Zum Glück bin ich auf dem Gebiet der Turbo-WKM beruflich unterwegs und daher nicht völlig blank. Allerdings bin ich auch kein Entwicklungsingenieur....Modellbautechnisch war ich bis dato auf Baukasten wie die Wiesel von Grau..er (noch nicht vollendet  :roll:) angewiesen, da ich keinen ausreichend grossen Bastelkeller hatte. Du weisst schon: Einen Raum, wo man man auch mal Dreck machen darf  :-D

Zitat
Spätestens beim Versuch, die für Dampfturbinen geltenden physikalischen Gesetze mit den Möglichkeiten, vor allem den Abmessungen des Modellbaues in Einklang zu bringen, zeigen sich die Grenzen des Machbaren sehr schnell. 

Ja, habe schon mehrfach revidieren müssen. Eine ganz einfache DT aus z.B. einem Sägeblatt war mein erster Gedanke. Dazu gab es mal Lektüre in einem Modellbauerheftchen. Aber das bringt bei genauerer Überlegung nur Probleme und schluckt Dampf wie die Derfflinger in gross bei null Leistung flop

Auf die Tesla-Turbine bin ich gekommen, weil sie mir für den Modellbau und die damit verbundenen kleinen Abmessungen geeigneter erschien als eine DT mit richtiger Beschaufelung. Das Hauptproblem der Tesla-Turbine ist es meiner Meinung nach, die Scheiben unendlich dünn anfertigen zu können. Deshalb ist sie gerade für grössere Maschinenanwendungen absolut ungeeignet, da solche dünnen und grossen Scheiben zum Wellen neigen (warping). Im Modell wäre es ein kleineres Problem eine 0.3mm bis 0.5mm dicke Scheibe zu bauen, die den verschiedenen Belastungen axial und radial standhält. Sie hätte dann einen Durchmesser von etwa 80mm und würde mit etwas über 20k 1/min laufen. Ich habe das aber nicht ausgerechnet oder ausprobiert, soweit bin ich noch nicht. Besser mit Profis reden (schreiben). Man muss ja nicht immer alle Fehler wiederholen, die Andere schon gemacht oder mitbekommen haben  :wink: Diese Vorgehensweise geht für mich nur bei einem Rumpf oder so. Der fliegt mir nicht um die Ohren, wenn das nicht hinhaut.
Turbomaschinen sind kein Spielzeug, das bin ich mir voll bewusst!

Zitat
In den frühen Überlegungen zu solchen Vorhaben, taucht auch immer wieder die TESLA-Turbine als scheinbar ideale Antriebslösung auf.
Kannst Du Gedanken lesen? Habe lange an einer Kolbendampfmaschine gehirnt, bin aber berufsbedingt langsam der DT und ihrem Reiz erlegen.  :roll:

Zitat
Die TESLA-Turbine entwickelt ihre höchste Leistung bei der halben Leerlauf-Umfangsgeschwindigkeit und die entspricht in etwa der Dampfgeschwindigkeit. Wie man diese errechnet, ist bereits bekannt.
Wir resümieren: Sehr hohe Drehzahlen oder große Raddurchmesser, niedriges Drehmoment, schlechtes Regelverhalten.

Die Sache mit dem schlechten Regelverhalten war mir so nicht bewusst. Ist das den hohen Drehzahlen geschuldet oder der Reaktionsträgheit aufgrund des niedrigen Drehmomentes?

Werde mir mal Gedanken machen, wie ich eine Beschaufelung für eine "normale" Impulsturbine mit meinen Werkzeugen herstellen kann. Das wäre ein erster ernster Knackpunkt für mein Projekt. Dann muss ich wohl das Lehrbuch für Thermodynamik wieder hervorkramen und das Kapitel Dampf erstmal studieren bevor es weiter geht. Wie bereits geschrieben, haben mich spezifische Eigenschaften von Dampf und die daraus resultierenden Probleme im Zusammenhang mit der DT doch etwas überrascht. Eine Kolbendampfmaschine stellt bezüglich Speisedampf viel weniger hohe Anforderungen, das ist schon klar. Dass die aber in diesem Ausmass anspruchsvoller sind, das hätte ich doch nicht gedacht. :|
Eine DT ist ja eine richtige Diva!!  :MLL:

Wenigstens hatte ich immer Spass am Thermodynamikunterricht. Da fällt mir die Lektüre nicht so schwer...

Ein lieber Gruss vom Iron Dog
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 04 September 2011, 11:17:04
Hallo Iron Dog,

egal zu welchen Lösungen Du letztendlich kommst; es bleibt ein interessantes, aber auch anspruchsvolles Vorhaben. Wichtig ist, dass Du auf dem ggf. langen Weg nicht die Geduld und den Spaß verlierst.
Ich hoffe Du hältst uns auf dem Laufenden.

Wie bereits gesagt, verfüge ich über keine Erfahrungen mit Tesla-Turbinen. Ich gebe nur wieder, was ich von Dampf-Modellbauer gehört habe, die sich mit dem Thema beschäftigt haben. Mir ist allerdings kein Projekt bekannt, dass über das Prototypen-Stadium hinaus kam.
Sie zerlegten sich in der Regel nach einer gewissen Betriebszeit durch die hohe Leerlauf-Drehzahl (100.000 U/min und mehr) von selbst. Man sollte sie also tunlichst immer unter Last bei Nenndrehzahl betreiben.
Übrigens: Als Scheiben für den Läufer sollen sich DVD- oder Minidiskrohlinge als geeignet gezeigt haben.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: iron dog am 05 September 2011, 09:41:44
...Mir ist allerdings kein Projekt bekannt, dass über das Prototypen-Stadium hinaus kam...

Hallo Georg

Danke für den Hinweis, sieht wohl wirklich doch nicht so gut aus für die Verwendung einer Tesla-Turbine im Fahr-Modell. Langsam meine ich zu verstehen, warum die Regeleigenschaften der Tesla-Turbine schlecht sind. Sicher müsste so ein Modellantrieb einen mechanischen Überdrehzahlschutz aufweisen, was die Sache weiter verkompliziert. Wenn angenommen die Kupplung, das Getriebe oder sonst was im Antrieb versagt, dann hat man wohl automatisch auch einen Turbinenschaden....Bis man das (weit weg an der Fernsteuerung stehend) bemerkt, ist es wohl schon zu spät  --/>/> Kabumm!
Die Tesla dreht hoch bis zur max. möglichen Dampfgeschwindigkeit am Aussendurchmesser und die ist recht hoch bei 3 bar, nicht?

Wenn ich das richtig verstehe, ist die Impulsturbine* in dieser Hinsicht nicht gefährdet, da diese ja auf einen bestimmten Betriebspunkt ausgelegt ist von den Winkeln her. Daher wird sie nicht wirklich weiter Beschleunigen am maximalen Auslegungspunkt  :?  Der max. Dampfdruck, bzw. die max. Dampfgeschwindigkeit sind ja gegeben und die Nennmaximaldrehzahl ist darauf ausgelegt.

Zur DVD:
DVD-Rohlinge habe ich mir auch schon überlegt, allerdings bisher nur im Zusammenhang mit Druckluft. Die haben eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 145°C und laufen höchstens mit ca. 10'500 1/min in einem 52-fach DVD-Laufwerk. Bei dieser Rotationsgeschwindigkeit ist die DVD bruchsicher bis zu einer Initial-Risslänge von 12.5mm am ID (Quelldokument: Structural Integrity of CD-ROMs in High Speed Drives von David Nowell, M.A., D.Phil., C.Eng. F.I.Mech.E., Engineering Consultant, 2001). Scheinen also ganz schön robust zu sein, diese Dinger   ::/

Für eine ausreichende Leistung der Turbine bräuchte ich ca. 20'000 1/min bei modellbautechnisch vertretbarem Aussendurchmesser.....hier habe ich die Quelle dieser Information aber gerade nicht präsent. Diesem Wert habe ich aus einer Excel-Berechnungstabelle aus dem www von einer Person, die Tesla-Turbinen als Hobby hat. Finde diese Seite aber wie bereits geschrieben nicht mehr wieder.

An dieser Stelle möchte ich Dir nochmals danken, Georg! Wenn man zu Hause im stillen Kämmerlein überlegt, entwickelt man leicht einen Tunnelblick. Den bin ich hier im Forum schnell wieder los geworden   :-) Leider gibt es hier in der Umgebung nur wenige richtige Modellbauer. Viele, die sich so bezeichnen, holen sich im Endeffekt beim Grossmarkt irgend ein Fertigmodell und mehr nicht. Dampffreunde sind noch dünner gesät, da es etwas teurer ist, als etwas Elektrisches. Und wie soll ich sagen, DT-Freaks kenne ich hierzulande bis heute keine.....

Ein lieber Gruss vom Iron Dog

Edit nach der Antwort von Georg: Impulsturbine entspricht einer Gleichdruckturbine
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 05 September 2011, 13:46:06
Hallo Iron Dog,

Du schreibst u.a. von der „Impulsturbine“. Dieser Ausdruck ist mir nicht unbedingt geläufig.
Ich nehme an, dass Du damit Turbinenmodelle meinst, die in ihren einfachen Schaufeln die Stoßkraft (Energieimpuls) des Dampfes nutzen sollen (Wasserrad-Prinzip). In Turbinen mit Profilschaufeln hingegen wird der Bahndruck (Zentrifugalkraft der Dampfteilchen) in mechanische Arbeit umgesetzt. Gleich am Anfang dieses Beitrags wird auf diese Unterschiede näher eingegangen.

Wenn Du Hilfe benötigst, melde Dich über PN.

Titel: DVD's ?
Beitrag von: torpedo mixer am 05 September 2011, 19:09:41
Hallo Iron Dog,

zu Deinen DVD'S : schau bitte nach ob Deine CD's aus Makrolon (Polycarbonat) oder schon aus PP bestehen. Damals (2001) würde ich noch auf PC tippen - da mag das mit den 145 °C noch stimmen. Heutige CD's sind meist aus PP und da würde ich nicht so heiß denken wollen. PP hat z.B. bei 80°C Glaspunkte und wird danach zusehends weicher...

Wenn die CD schwimmt : Finger weg !

Gruß - TM
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: iron dog am 06 September 2011, 08:18:12
Hallo TM

Danke für den nützlichen Hinweis, das habe ich nicht gewusst.
PP wäre natürlich sehr schlecht in einer Tesla-DT.

Ein lieber Gruss, Iron Dog
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 Februar 2012, 18:34:34
Hallo liebe Freunde der Modelldampfturbine,
beim Verfassen des letzten Postings war mir klar, dass der Kreis der Leser, die an diesem Thema interessiert sind, nicht sehr groß sein würde.
Aber bei Feedback „Null“ und einer überschaubaren Anzahl an Zugriffen in den letzten drei Wochen wird mir klar, dass ich hiermit völlig daneben liege.
Ich werde daher von meiner ursprünglichen Absicht Abstand nehmen, das Thema „Berechnung von Modelldampfturbinen“ zu vertiefen.
Den wenigen „Unentwegten“ steht weiterhin der Kontakt über Email oder PN offen.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Peter K. am 23 Februar 2012, 18:38:34
... das finde ich jetzt aber wirklich seeeehr schade!  :cry:
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: t-geronimo am 23 Februar 2012, 18:42:40
Ich ebenfalls!  :cry:

Ich denke, das geringe Feedback liegt vor allem daran, dass die meisten einfach nur still lesen und sich gar nicht trauen, was zu schreiben weil das Thema so speziell ist!
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: kalli am 23 Februar 2012, 19:33:52
4436 Aufrufe bisher. Wenn das nichts ist :MG:
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Captain Hans am 24 Februar 2012, 01:44:26
Lieber Georg

Ich kann leider auch nur lesen, denn bei der Tiefe mit der du hier fachmännisch schreibst,
bin ich total verloren.

Trotzdem ich lese alle deine Beiträge und bin doch wesentlich schlauer geworden.

Es wäre sehr schade wenn ein Fachmann, wie du, nicht mehr bei uns schreiben würde.

Mir geht es doch ähnlich auf vielen meiner Beiträge habe ich wenig Response aber tausende
von Zugriffen und das zeigt doch das viele an den Themen interessiert sind.

bleib bei uns und viele Grüße

Hans
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 24 Februar 2012, 11:07:26
Liebe Freunde,
ich hoffe sehr, dass ich nicht missverstanden werde. Es ist keine Rede davon, dass ich nicht mehr für diese Forum schreiben möchte. Ich stelle mir aber die Frage, ob es sinnvoll ist über Themen zu schreiben, die kein Interesse finden oder soweit vertieft werden, dass der Leser überfordert, oder wie Hans schreibt, total verloren ist.
Der Anteil der Modellbauer an der Leserschaft dieses Forums ist bestimmt nicht dominierend. Umso mehr hat  mich das gezeigte Interesse und die Reaktionen auf einige meiner Beiträge überrascht, obwohl ich nicht selten das Gefühl hatte, zu weit gegangen zu sein.
Die Ursache der stiefmütterlichen Behandlung der Dampfturbine durch die Modellbauer, liegt zweifellos in der Komplexität des Themas. Bei der Konstruktion und dem Bau einer leistungsfähigen Dampfturbine zum vorbildtreuen Antrieb eines Schiffsmodells, kommt man  eben an den Gesetzen der Physik nicht vorbei.
Ich habe mir daher seit einigen Jahren u.a. zur Aufgabe gemacht, ambitionierte Modellbauer in leicht verständlicher Form an diese Materie heranzuführen. Weder die ältere und schon gar nicht die moderne Dampfturbinen-Fachliteratur nimmt nämlich bei der Themenbehandlung Rücksicht auf die Belange des Modellbaues. Sie dient nahezu ausschließlich der Heranbildung von Ingenieur-Nachwuchs. Die wenigen Veröffentlichungen der Modell-Fachverlage hierzu, zeigten sich in der Endkonsequenz ebenso als wenig hilfreich. Versuche, diese Verlage für eine Aufarbeitung des Themas zu gewinnen, scheiterten letztendlich an dem vermuteten geringen Interesse und der niedrigen Auflage.
Ein Foren-Mitglied hat mich in einer Email mal „...einen einsamen Rufer in der Wüste“ genannt. Um ehrlich zu sein: Seit meiner Mitarbeit in diesem Forum, komme ich mir mit meinem Anliegen gar nicht so einsam vor. Ich konnte eine Anzahl von Modellbauern für die Dampfturbine begeistern und unterstütze einige bei ihren anspruchsvollen Projekten. Nach meiner Meinung erübrigt sich also die Frage nach einer geeigneten Plattform.
Wenn nicht dieses Forum, was dann? 

Ich denke darüber nach, ob es nicht sinnvoll ist, den zweifellos recht trockenen Stoff der „Berechnung von Modell-Dampfturbinen“ in ein neues Thema einzubringen, um die Leser durch den Titel vor einem wenig unterhaltsamen Inhalt zu warnen und gleichzeitig den interessierten Lesern ein geeignetes Rüstzeug zur Verwirklichung ihrer Vorstellungen an die Hand zu geben.
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 08 März 2012, 09:51:21
Hallo Freunde der Modelldampfturbine,
der Beitrag "Berechnung von Modelldampfturbinen" wurde nach hier verschoben:
http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php?topic=16639.msg185273#msg185273
Titel: Re: Die Dampfturbine im Modellbau
Beitrag von: Turbo-Georg am 09 März 2012, 09:47:51
Hallo Turbinenfreunde,
es muss nicht unbedingt ein Schiffsmodell sein, dass durch eine Dampfturbine angetrieben wird. Ein recht beeindruckendes Beispiel für den Einsatz von Modell-Dampfturbinen, zeigt unser Freund W. Jeggli aus der Schweiz mit seinem Spur 1 Turbinen-Zug.

http://www.youtube.com/watch?v=rA1pB6aohAM&feature=youtu.be