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Wasserkraftmaschinen und Wasserhel emaschinen 



ganz unzuverlassig. Alle fiihrenden Tur- 

 binenfabriken unterhalten deswegen Ver- 

 suchsanstalten, auf denen neue Formen - 

 in der Regel als Modell - - gepriift werden, 

 bevor sie einem Kunden geliefert werden. 



Dieser unbefriedigende Stand der alten 

 Turbinentheorie hat in unserer Zeit die Be- 

 strebung ausgelost, das ganze Strombild einer 

 Turbine auf einmal zu erfassen. Priisil und 

 Lorenz sind hier vorangegangen. Lorenz 

 insbesondere denkt sich die endliche Zahl 

 der Lanfradschaufeln dureh deren unend- 

 lich viele ersetzt, und ersetzt ferner die 

 Wirkung der unendlich vielen Schaufeln auf 

 das Wasser durch entsprechende stetig ver- 

 teilte Massenkrafte. Bei Vernachlassigung 

 der Reibung gelingt dann fiir eine spezielle 

 Form des Profils die analytische Losung des 

 Problems. Fiir die praktische Ausfiihrung 

 ware diese Losung zunachst wenig verwend- 

 bar, weil das spezielle Profil gerade fiir die- 

 jenigen Falle, fiir welch e die altere Turbinen- 

 theorie versagte, namlich fiir Schnellaufer, 

 nicht geeignet ist. Dem ist durch Bauers- 

 feld abgeholfen worden, welcher einen 

 zeichnerischen Weg nachwies, durch welchen 

 die Lorenzschen Gedanken auf beliebige 

 Profile angewendet werden konnen. 



Bei der fiir ,,ideale Fliissigkeit" aufgestellten 

 Theorie treten die fiir die wirkliche Fliissigkeit 

 wichtigen Beschrankungen , Vermeidung von 

 Relativverzogerung im Laufrad und nicht zu 

 groBe Austrittsgeschwindigkeit a us dem Lauf- 

 rad, nicht auf, sie werden deshalb leicht iiber- 

 sehen. Der wesentliche Mangel dieser Theorie 

 ist aber durch die Vernachlassigung der Rei- 

 bung im Zusammenhange mit der Annahme 

 unendlich groBer Schaufelzahl bedingt. Wenn 

 man die Turbinen mit sehr vielen Schaufeln aus- 

 statten konnte, wiirde die Stromung noch ahn- 

 lich verlaufen wie bei unendlich vielen Schaufeln; 

 gerade bei schnellaufenden Turbinen ist man 

 aber gezwungen, mit der Schaufelzahl sehr 

 herunterzugehen, weil bei ihnen groBe Relativ- 

 geschwindigkeit zwischen Wasser und Schaufel 

 und deswegen grofier Reibungswiderstand an 

 den Schaufeln auftreten; die Kana.lbreite ist 

 dann von derselben GroBenanordnung wie 

 Lange und Kriimmungsradius des Kanals, 

 die Stromung wird eine ganz andere als bei un- 

 endlich vielen Schaufeln, und die Schaufelwinkel 

 miifiten pndere sein, um die gewollte Wirkung 

 auf das Wasser zu erzwingen. 



Grundsatzlich haftet der Lorenzschen 

 Methode der Mangel an, daft sie uns iiber 

 unsere tatsachliche Macht iiber die Wasser- 

 stromung keinen AufschluB gibt; also nicht 

 untersucht, ob es iiberhaupt auch bei sehr 

 vielen Schaufeln mb'glich ist, die als Ersatz 

 der Schaufelwirkung angenommenen Massen- 

 krafte auf das Wasser auszuiiben. In einer 

 aus dem Ruhezustande unter Einwirkung 

 von Kraften, die ein Potential haben (Erd- 

 schwere), anlaufenden Stromung einer idealen 

 Fliissigkeit erfahrt bekanntlicn ein Korper 



keinen Widerstand, das Laufrad erhalt kein 

 Drehmoment, und die Turbine geht iiberhaupt 

 nicht, Eine Theorie, welche den Mechanismus 

 der Turbinenwirkung ergriinden will, muB 

 daher unbedingt die Abweichungen der Eigen- 

 schaften des Wassers von denen der idealen 

 Fliissigkeit beachten, da durch diese 

 Abweichung die Turbinenwirkung iiberhaupt 

 erst zustande kommt. 



Die Prandtlsche Theorie der Grenz- 

 schichten und die Kutta-Schukowski- 

 sche Theorie fiir den Auftrieb der Tragflachen 

 der Flugzeuge (vgl. den Artikel ,,Fliissig- 

 keitsbewegung") gestatten, auch den 

 Mechanismus der Turbinenwirkung wenigstens 

 prinzipiell zu erkennen. Beim Anlauf der 

 Stromung aus der Rune entsteht danach 

 zuerst tatsachlich das Stromungsbild der 

 idealen Fliissigkeit, welches kein Drehmoment 

 auf die Welle liefert. In Figur 16 ist em 



Fi-r. 16. 



solches Stromungsbild der Relativstromung 

 der Einfachheit wegen fiir eine Turbine 

 mit sehr grbBem Radius skizziert, wobei 

 angenommen ist, daB das Laufrad bereits 

 umlauft. Diese Stromung liefert keine 

 treibende Kraft, aber sie weist eine starke 

 Verzogerung an der Austrittskante der 

 Schaufel auf. Infolgedessen bildet sich 

 dort ein Wirbel, welcher Wasser enthalt, 

 das vorher unmittelbar an der Oberflache der 

 Schaufel vorbeigestromt ist (die Grenz- 

 schicht) und deswegen - - auch bei Fliissig- 

 keiten mit ganz kleiner Zahigkeit - - einem 

 ReibungseinfluB unterlegen ist (1. c. S. J.17). 

 Dieser Wirbel iibt wahrend des Entstehens 

 und Fortschwimmens eine solche Riickwir- 

 kung auf die Stromung aus, daB eine Zirku- 

 lation um die Schaufel in dem in Figur 17 

 angedeuteten Sinne entsteht, welche das 

 Stromungsbild andert (1. c. S. 119). Es ent- 

 stehen dann immer neue Wirbel, bis die 

 Zirkulation so groB geworden ist, daB an der 

 Austrittskante keine Verzogerung mehr vor- 



