Vorwort	6
	Inhaltsverzeichnis	7
	Formelzeichen und Einheiten	12
	1 Einleitung	14
	1.1 Allgemeine Betrachtungen zur Energieumwandlung	14
	1.2 Energieumwandlung in der Technik	15
	2 Theoretische Grundlagen	18
	2.1 Allgemeine physikalische Größen	18
	2.2 Hydromechanik	20
	2.2.1 Hydrostatik	20
	2.2.2 Kontinuitätsgleichung	21
	2.2.3 Bernoullische Gleichung	22
	2.2.3.1 Düse und Diffusor	23
	2.2.3.2 Messung von Strömungsgeschwindigkeiten	25
	2.2.4 Strömung in Rohrleitungen	26
	2.2.5 Druckenergieverlust in Rohrleitungen	28
	2.2.6 Hauptgleichung der Strömungsmaschinen	29
	2.2.7 Kavitation und Verdichtungsstoß	31
	2.3 Wärmetechnik	33
	2.3.1 Thermische Zustandsgrößen	33
	2.3.2 Erster Hauptsatz	34
	2.3.3 Spezifische Wärmekapazität	36
	2.3.4 Enthalpie	38
	2.3.5 Zustandsgleichungen des idealen Gases	41
	2.3.5.1 Thermische Zustandsgleichung	41
	2.3.5.2 Kalorische Zustandsgleichung	43
	2.3.6 Zweiter Hauptsatz	44
	2.3.6.1 Entropie	44
	2.3.6.2 Darstellung der Entropie durch thermische Zustandsgrößen	45
	2.3.6.3 Formulierungen des zweiten Hauptsatzes	45
	2.3.6.4 Exergie	46
	2.3.6.5 T, s-oder Wärmediagramm	46
	2.3.7 Technisch wichtige Zustandsänderungen	48
	2.3.8 Gasgemische	52
	2.3.9 Normalatmosphäre (Aerostatik)	52
	2.3.10 Feuchte Gase	53
	2.3.11 Strömung mit großen Druckänderungen	53
	2.3.11.1 Dynamische Temperatur	53
	2.3.11.2 Totalzustand (Gesamtzustand, Ruhezustand)	54
	2.3.12 Kreisprozesse	54
	2.3.13 Laval-Düse	55
	2.3.14 Zustandsänderungen des Wasserdampfes	61
	2.3.15 Arbeitsvermögen des Wasserdampfes	63
	2.3.15.1 Nutzarbeit im T,s-Diagramm	63
	2.3.15.2 Nutzarbeit im h,s-Diagramm	64
	2.3.15.3 Nutzarbeit im p,v-Diagramm	65
	2.3.16 Brennstoffe und Verbrennung	66
	2.3.16.1 h,T-Diagramm	70
	2.3.17 Wärmedurchgang	71
	2.3.17.1 Wärmeübergang durch Berührung	72
	2.3.17.2 Wärmeübergang durch Strahlung	74
	2.4 Wirkungsgrade der Maschinen	75
	2.5 Vergleich der Kolben- und Strömungsmaschinen	77
	2.6 Regelung	78
	3 Kolbenmaschinen	87
	3.1 Ventilsteuerung	87
	3.2 Kurbeltrieb	87
	3.2.1 Kräfte am Kurbeltrieb	87
	3.2.2 Tangentialkraftdiagramm	90
	3.2.2.1 Ableitung der Bewegungsverhältnisse beim Kurbeltrieb	90
	3.2.2.2 Gesamttangentialkraft	91
	3.2.3 Schwungradberechnung	94
	3.2.4 Massenausgleich	96
	3.2.5 Kräfteausgleich bei der Mehrzylindermaschine	99
	3.2.6 Momentenausgleich bei Mehrzylindermaschinen	100
	3.3 Kolbenpumpen (Verdrängerpumpen)	103
	3.3.1 Kolbenpumpen mit hin- und hergehendem Kolben	103
	3.3.1.1 Wirkungsweise	103
	3.3.1.2 Fördervolumen	105
	3.3.1.3 Saughub	107
	3.3.1.4 Druckhub	110
	3.3.1.5 Pumpenventile	110
	3.3.1.6 Wirkungsgrade	111
	3.3.1.7 Sonderformen	112
	3.3.2 Drehkolbenpumpen	113
	3.3.3 Flüssigkeitsringpumpen	114
	3.4 Verdrängungsverdichter	115
	3.4.1 Kolbenverdichter	116
	3.4.1.1 Thermodynamik der Kolbenverdichter	116
	3.4.1.2 Schädlicher Raum	118
	3.4.1.3 Wirkliche Verdichtung	121
	3.4.1.4 Volumetrischer Wirkungsgrad	121
	3.4.1.5 Indizierter Wirkungsgrad	123
	3.4.1.6 Mechanischer Wirkungsgrad	124
	3.4.1.7 Mehrstufige Kolbenverdichter	124
	3.4.1.8 Regelung	126
	3.4.2 Rotationsverdichter	128
	3.4.2.1 Roots-Gebläse	128
	3.4.2.2 Drehkolbenverdichter	130
	3.4.2.3 Flüssigkeitsringpumpen als Verdichter	131
	3.5 Kolbenmotoren	132
	3.5.1 Arbeitsverfahren	133
	3.5.2 Aufbau der Kolbenmotoren	133
	3.5.3 Verluste, Leistungen, Wirkungsgrade	134
	3.5.4 Ottomotor (Viertakt)	136
	3.5.4.1 Vergaser	140
	3.5.4.2 Zündung	144
	3.5.4.3 Elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzung	146
	3.5.5 Dieselmotor (Viertakt)	148
	3.5.5.1 Vergleich Ottomotor – Dieselmotor (Bild 3.57)	150
	3.5.5.2 Einspritzung und Gemischbildung	151
	Leistungsregelung	156
	Einspritzpumpe	156
	3.5.6 Steuerung des Gaswechsels bei Viertaktmotoren	158
	3.5.7 Zweitaktverfahren	160
	3.5.7.1 Nachladung beim Zweitaktverfahren	162
	3.5.8 Gegenüberstellung von Zweitakt und Viertakt	164
	3.5.8.1 Wärmebelastung und Kühlung	164
	3.5.8.2 Mechanische Belastung und Schmierung	165
	3.5.9 Kreiskolbenmotor (Wankelmotor)	166
	3.5.10 Freikolbenmotoren	168
	3.5.11 Aufladung	169
	3.5.12 Stirlingmotor	174
	3.5.13 Kraftstoffe	177
	3.5.14 Kühlung	179
	3.5.15 Mehrzylinder-Anordnungen	181
	3.5.16 Ausführungsbeispiele von Kolbenmotoren	183
	3.5.17 Betriebsverhalten der Motoren	187
	4 Strömungsmaschinen	190
	4.1 Arbeitsverfahren der Strömungsmaschinen	190
	4.2 Geschwindigkeitsplan	192
	4.2.1 Geschwindigkeiten am radialen Laufrad	195
	4.2.2 Geschwindigkeiten am axialen Laufrad	195
	4.3 Hauptgleichung der Strömungsmaschinen	195
	4.4 Strömungsarbeitsmaschinen	196
	4.4.1 Gemeinsame Grundlagen der Strömungsarbeitsmaschinen	196
	4.4.1.1 Radial durchströmte Maschinen	196
	4.4.1.2 Axial durchströmte Maschinen	220
	4.4.2 Festlegung der Schaufelzahl	230
	4.4.3 Betriebsverhalten der Strömungsarbeitsmaschinen	231
	4.4.3.1 Betriebspunkt	231
	4.4.3.2 Kennliniendiagramm	232
	4.4.3.3 Drehzahlregelung	233
	4.4.3.4 Labiler Zweig der Kennlinie	234
	4.4.3.5 Parallelförderung von Kreiselpumpen	234
	4.4.3.6 Pumpen bei Kreiselverdichtern	235
	4.4.3.7 Betriebsverhalten der Radialverdichter	236
	4.4.3.8 Betriebsverhalten der Axialverdichter	237
	4.4.4 Vergleich der Kolben- und Strömungsmaschinen	238
	4.4.5 Kreiselpumpen	238
	4.4.5.1 Leistung und spezifische Förderarbeit	238
	4.4.5.2 Saughöhe und Kavitation	239
	4.4.5.3 Spezifische Drehzahl und Bauarten	241
	4.4.5.4 Ausgleich des Achsschubes	242
	4.4.5.5 Sonderformen der Kreiselpumpe	245
	4.4.6 Wasserstrahlpumpen (Ejektoren)	248
	4.4.7 Turboverdichter	249
	4.4.7.1 Thermodynamik der Turboverdichter	249
	4.4.7.2 Radialverdichter	259
	4.4.7.3 Axialverdichter	262
	4.4.8 Propeller	263
	4.4.8.1 Luftschrauben	264
	4.4.8.2 Schiffsschrauben	266
	4.5 Strömungskraftmaschinen	266
	4.5.1 Energieumwandlung im Leitapparat	268
	4.5.2 Energieumwandlung im Laufrad	269
	4.5.2.1 Energieumwandlung im radialen Laufrad (Bilder 4.71 und 4.72)	269
	4.5.2.2 Energieumwandlung im axialen Laufrad	271
	4.5.3 Verluste, Wirkungsgrade, Leistungsbegriffe	272
	4.5.4 Kenngrößen von Strömungskraftmaschinen	276
	4.5.5 Wasserturbinen	280
	4.5.5.1 Francis-Turbine	280
	4.5.5.2 Kaplan-Turbine	282
	4.5.5.3 Laufradformen	285
	4.5.5.4 Saugrohr	287
	4.5.5.5 Freistrahl-(Pelton-)Turbine	289
	4.5.5.6 Wirkungsgrade von Wasserturbinen	292
	4.5.5.7 Durchströmturbine	293
	4.5.6 Dampfturbinen	293
	4.5.6.1 Leitapparate	295
	4.5.6.2 Gleichdruckstufe	298
	4.5.6.3 Überdruckstufe	298
	4.5.6.4 Geschwindigkeitsstufung	301
	4.5.6.5 Druckstufung	304
	4.5.6.6 Regelung der Dampfturbinen	306
	4.5.6.7 Mehrstufige Großturbinen	309
	4.5.6.8 Gegendruck- und Entnahmeturbinen	312
	4.5.7 Gasturbinen	313
	4.5.7.1 Offene Gasturbinenanlagen	313
	4.5.7.2 Geschlossene Gasturbinenanlagen	318
	5 Grundlagen der Energiewirtschaft	320
	5.1 Energiespeicherung	324
	5.2 Bedarfsdeckung	325
	5.3 Energieverteilung	327
	5.4 Deckung von Bedarfsabweichungen	327
	5.5 Energieentstehungskosten	328
	5.5.1 Feste Kosten	328
	5.5.2 Veränderliche Kosten	331
	5.6 Einteilung der Kraftwerke (Energieanlagen)	331
	6 Wasserkraftwerke	333
	6.1 Pumpspeicherkraftwerke	335
	6.2 Gezeitenkraftwerke	336
	6.2.1 Doppelt wirkende Einbeckenanlage	337
	6.2.2 Zweibeckenanlage	338
	7 Dampfkraftwerke	340
	7.1 Kondensationskraftwerke	340
	7.2 Kraft-Wärme-Kopplung	346
	7.3 Regelung in Dampfkraftwerken	349
	7.3.1 Festdruck- oder Gleitdruckbetrieb	352
	7.3.1.1 Festdruckbetrieb	352
	7.3.1.2 Gleitdruckbetrieb	353
	7.3.1.3 Modifizierter Gleitdruckbetrieb	354
	7.4 Dampferzeugung	354
	7.4.1 Wärmeumsatz	355
	7.4.2 Prinzip der technischen Dampferzeugung	356
	7.4.3 Dampferzeuger	358
	7.4.3.1 Wasserrohrkessel mit Naturumlauf	360
	7.4.3.2 Wasserrohrkessel mit Zwangsumlauf	360
	7.4.3.3 Wasserrohrkessel mit Zwangsdurchlauf	360
	7.4.3.4 Schiffskessel	363
	7.4.3.5 Kessel mit Druckfeuerung	363
	7.4.4 Feuerungen	363
	7.4.4.1 Schmelzfeuerungen	367
	7.4.5 Luftvorwärmer	369
	7.4.6 Zugerzeugung	370
	7.4.6.1 Schornsteinzug	371
	7.4.6.2 Saugzug	372
	7.4.7 Speisewasseraufbereitung	373
	8 Gasturbinen-Kraftanlagen	374
	8.1 Einsatz von Gasturbinen-Kraftanlagen	374
	8.2 Gasturbinen-Anlagen als Speicherkraftwerke	376
	Weiterführende Literatur (Auswahl)	378
	Stichwortverzeichnis	379