Spezifische Drehzahl

Die spezifische Drehzahl (Formelzeichen $n_{\rm {q}}$ [1] oder $n_{\rm {s}}$ [2]) einer Strömungsmaschine (Turbine, Kreiselpumpe, Laufrad) ist diejenige gedachte Drehzahl, bei der eine geometrisch ähnliche Maschine mit einer hydraulischen Fallhöhe oder Förderhöhe von 1 m bei einem Volumenstrom von 1 m³/s ihren besten Wirkungsgrad hat.

Definition

Die spezifische Drehzahl errechnet sich gemäß:

n_{\rm {q}}=n\cdot {\sqrt {\frac {{\frac {Q}{Q}}_{\rm {q}}}{\sqrt {\left({\frac {H}{H}}_{\rm {q}}\right)^{3}}}}}

mit

n_{\rm {q}}

=spezifische Drehzahl in 1/min

n

=Drehzahl in 1/min

Q

=Volumenstrom in m³/s

Q{\rm {q}}

=Referenzvolumenstrom: 1 m³/s

H

=Fallhöhe bzw. Förderhöhe in m

H{\rm {q}}

=Referenzfall- bzw. -förderhöhe: 1 m.

Zur Berechnung verwendet man dimensionslose bzw. normierte Werte im Zähler und im Nenner.

Die ursprüngliche, nicht dimensionsechte Form der Definition in Form einer Zahlenwertgleichung mit alten Einheiten, die zur Zeit ihrer Entstehung galten, wurde von Rudolf Camerer im Jahr 1902 aufgestellt:

n_{\rm {q}}=n\cdot {\sqrt {\frac {Q}{\sqrt {H^{3}}}}}

Anwendung

Die spezifische Drehzahl dient zur Auslegung von Turbinen und Pumpen. Für verschiedene Arten von Laufrädern sind verschiedene spezifische Drehzahlen typisch:

für Turbinen steigen sie von der Pelton- über die Francis- zur Kaplan-Turbine hin an,
für Pumpen steigen sie über die Verdränger-, Seitenkanal- sowie die Radial- und Axialpumpe an.

Sonstiges

Es gibt auch eine anders definierte spezifische Drehzahl bei Elektromotoren.

Siehe auch

Laufzahl

Einzelnachweise

Technische Universität Graz: Hydraulische Strömungsmaschinen. Abgerufen am 22. März 2017.
spezifische Drehzahl. In: Kreiselpumpenlexikon. Abgerufen am 22. März 2017.

Literatur

DIN 24260, DIN EN 12723, DIN EN ISO 17769
Zhengji Zhan: Freistrahlturbinen: Hydromechanik und Auslegung

Weblinks

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[1] Technische Universität Graz: Hydraulische Strömungsmaschinen. Abgerufen am 22. März 2017.

[2] spezifische Drehzahl. In: Kreiselpumpenlexikon. Abgerufen am 22. März 2017.