Wasserkraftschnecken
Berechnung und optimaler Entwurf von archimedischen Schnecken als Wasserkraftmaschine
Dirk M Nuernbergk
Wasserförderschnecken sind bereits seit Jahrhunderten im Gebrauch. Ihre Erfindung wird auf Archimedes zurückgeführt. Die Idee, diese archimedische Schnecke auch als Wasserkraftschnecke zur Wandlung hydraulischer in Elektroenergie zu nutzen, kam allerdings erst in den 90er-Jahren des letzten Jahrhunderts auf. In neuester Zeit werden Wasserkraftschnecken sehr häufig an Wasserkraftstandorten eingesetzt. Dies liegt u. a. am guten Wirkungsgrad dieser Maschine, dem einfachen und günstigen Aufbau und an der Fischverträglichkeit.
Das vorliegende Buch stellt Berechnungsgrundlagen für Wasserkraftschnecken bereit. Der Autor konzentriert sich hierbei auf die Beschreibung der hydraulischen Vorgänge und gibt einen Entwurfsfluss an, mit dem man Wasserkraftschnecken auslegen kann. Dabei werden in dieser Schrift das hydraulische Verhalten, die Abmessungen, die Drehzahl, der Wirkungsgrad, die an der Schnecke wirksamen Kräfte, wie Durchhang bzw. Auftrieb, sowie die Anordnung des Getriebes und die Wahl des Generators besprochen.
Die zum Teil neu abgeleiteten theoretischen Gleichungen werden jeweils anhand von Beispielen vorgerechnet. Letztendlich wird ein Entwurfsfluss angegeben, mit dem man auf einfache Weise eine optimal gestaltete Wasserkraftschnecke an einen Ort anpassen kann. Mit diesem Entwurfsfluss werden zwei Beispiele vollständig durchgerechnet.
Inhalt:
– Einführung
– Einsatzgebiet und Definitionen
– Schluckfähigkeit
– An- und Abströmung
– Hydraulische Verluste
– Leistung und Wirkungsgrad
– Anlagenkomponenten und -wirkungsgrad
– Messungen an Wasserkraftschnecken
– Entwurfsfluss für eine Wasserkraftschnecke
– Zusammenfassung
– Formelzeichen, Berechnungsergebnisse, Literaturverzeichnis
