54

Alfred Lechner

9 .

53

2 >

Abb. 27. Aerodynamisches Paradoxon.

hohen Austrittsenergie des Wassers aus dem Laufrad ist deren teilweise Rück­gewinnung für die Güte der Turbine sehr wesentlich. 1

Kaplan ist hierbei von folgender Überlegung ausgegangen. Der durch das Leitrad dem Wasser erteilte Wirbel, von Kaplan auch manchmal Drall genannt,

muß durch das Laufrad abgebremst werden. 2 Heute kleidet man diesen Gedankengang in die folgende strenge Form: Die Zirkulation vor dem Laufrad muß, zufolge des Satzes von Lord Kelvin , 3 erhalten bleiben und daher der Summe der Zirkulation um die einzelnen Schaufeln und der Zirkulation beim Laufradaustritt gleichkommen. Die Bewegungsenergie des austretenden Wassers soll durch das Saugrohr zum Teil als Druck­energie zurückgewonnen werden können. Denn die Kraft auf eine Schaufel setzt sich aus dem Druck­unterschied vor und hinter der Schaufel zusammen; wenn daher der Druck hinter dem Laufrad durch irgend­eine Vorrichtung verkleinert wird, muß die drehende Kraft der Schaufel vergrößert werden. Diese Druck­erniedrigung hinter dem Laufrad erfolgt durch das Saugrohr, welches Kaplan nach dem Prinzip des aerodynamischen Paradoxons konstruiert hatte (vgl. S. 27). Wird nämlich durch die Vorrichtung (Abb. 27), welche aus einer kreisrunden Platte AB, einem in ihrer Mitte angebrachten Blas­rohr K und einer darunterliegenden leichten Platte CI) besteht, Luft bei R

hindurchgeblasen, so wird die Geschwindigkeit beim Austritt A BCD zufolge der Querschnitts­erweiterung verkleinert, der Strömungsdruck also vergrößert (entsprechend der Gleichung

p

-r- 4- — = konstant, wobei v

2g ' y

die Geschwindigkeit, p den Druck, y das spezifische Gewicht der Luft und gr die Erdbeschleu­nigung bedeuten). Daher muß der Druck im Rohre R vermöge der größeren Geschwindigkeit kleiner sein als der äußere Luft­druck, welcher die bewegliche Platte nach oben drückt. Durch diese Vorrichtung findet die Vergrößerung der Saugwirkung eine anschauliche

1 Vgl. Englessox: Wasserkraftjahrbueh 1924, S. 456, und Kaplan-Leciiner : Theorie und Bau von Turbinenschnelläufern, S. 176.

2 Vgl. Kaplan: Wie die Kaplanturbine entstand. Wasserkraftjahrbuch 1925/26, S. 301.

3 Kaplan-Leciiner: Theorie und Bau von Turbinenschnelläufern, S. 72.

Abb. 28. Kaplans Saugrohrkrümmer.