| Geleitwort | 5 |
| Vorwort | 7 |
| Inhaltsverzeichnis | 9 |
| Einleitung | 13 |
| A Hydraulik von Pelton-Turbinen | 15 |
| B Strukturmechanik von Pelton-Turbinen | 19 |
| C Zielsetzung dieses Fachbuches | 20 |
| Arbeitsprinzip von Pelton-Turbinen | 22 |
| 1.1 Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie | 22 |
| 1.2 Pelton-Turbinen und ihre Spezifikation | 26 |
| Injektor | 36 |
| 2.1 Strömungsbeschleunigung in der Düse | 37 |
| 2.2 Durchflusszahl D0 und die Düsenkennlinie | 39 |
| 2.3 Durchflusszahl De und Gesetzmäßigkeit der Düsenkennlinie | 42 |
| 2.4 Reynoldszahl-Effekt | 43 |
| 2.5 Strömungskräfte und Gleichgewichtszustand in der Düse | 44 |
| Wasserstrahl | 54 |
| 3.1 Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) | 55 |
| 3.2 Axial-symmetrischer Wasserstrahl | 56 |
| 3.3 Strahlerweiterung | 59 |
| 3.4 Sekundärströmungen im Wasserstrahl und Strahlqualität | 60 |
| Interaktion zwischen Wasserstrahl und Pelton- Rad | 63 |
| 4.1 Aufprallen runden Wasserstrahls auf ebene Platte | 63 |
| 4.2 Mindestschaufelzahl | 64 |
| 4.3 Wasserstrahl-Schaufel-Interaktion und ihre Spezifikation | 66 |
| 4.4 Koinzidenz- und Symmetriebedingungen | 69 |
| 4.5 Schaufelzahl des Pelton-Rades | 71 |
| 4.6 Relativlaufbahn des Wasserstrahls | 74 |
| 4.7 Strömungsablösung beim Eintritt am Schaufelausschnitt | 76 |
| 4.8 Stoßfreie Bedingung am Schaufelrücken | 77 |
| 4.9 Stoßkraft und ihre Leistung beim Eintritt | 79 |
| Strömungsmechanik in der rotierenden Schaufel | 86 |
| 5.1 Grundgleichungen | 86 |
| 5.2 Relativströmung und Invarianzgleichung | 89 |
| 5.3 Kraftwirksamkeit und die Leistungen | 99 |
| Wasserausbreitung in der Schaufel | 115 |
| 6.1 Relativdurchfluss | 115 |
| 6.2 Breite und Höhe des Wasserfilms | 118 |
| 6.3 Überdruck unter dem Wasserfilm | 119 |
| Austrittsbedingungen | 121 |
| 7.1 Geschwindigkeitsverhältnis am Schaufelaustritt | 121 |
| 7.2 Allgemeine Austrittsbedingung | 122 |
| 7.3 Austrittsbedingung für Vertikalturbinen | 126 |
| Austrittsverluste | 134 |
| 8.1 Drallverluste | 134 |
| 8.2 Reibungseffekt am Schaufelrücken | 140 |
| 8.3 Ablenkungseffekt am Schaufelrücken | 141 |
| Reibungseffekte und FFT-Theorem | 144 |
| 9.1 Reibungszahl | 144 |
| 9.2 Direkte Reibungseffekte | 148 |
| 9.3 Reibungseffekte durch Änderung der Druckverteilung | 150 |
| 9.4 Gesamte Reibungseffekte | 152 |
| 9.5 Das Theorem der Strömungsreibung | 154 |
| Reibungsbehaftete Querströmung durch die Schaufel | 156 |
| 10.1 Kombinierte hydraulische Verluste | 156 |
| 10.2 Reale Drallverluste | 157 |
| 10.3 Hydraulische Dissipation und Energiebilanz | 160 |
| 10.4 Beispiel zum Einfluss von Reibungseffekten auf den Wirkungsgrad | 161 |
| Reibungsbehaftete Längsströmung durch die Schaufel | 164 |
| 11.1 Kinematische Gleichung der Strömung in der rotierenden Schaufel | 164 |
| 11.2 Dynamische Gleichungen und Leistungsberechnungen | 168 |
| 11.3 Auswirkungen von Strömungskräften und die hydraulische Dissipation | 169 |
| 11.4 Beispiel | 174 |
| Ventilations- und Radreibungsverluste | 177 |
| 12.1 Pelton-Turbinen mit horizontaler Achse | 178 |
| 12.2 Pelton-Turbinen mit vertikaler Achse | 181 |
| 12.3 Auslaufversuch | 182 |
| Leistungsverlust durch Lagerreibungen | 184 |
| Hydraulischer und mechanischer Wirkungsgrad | 187 |
| 14.1 Hydraulischer Wirkungsgrad | 187 |
| 14.2 Mechanischer Wirkungsgrad | 188 |
| Reale hydraulische Wirkungsgradkennlinien | 189 |
| 15.1 Kritische Laufzahl | 189 |
| 15.2 Reaktionsgrad des Wasserstrahls | 192 |
| 15.3 Reale hydraulische Wirkungsgradkennlinie | 196 |
| Durchgangsdrehzahl und Beschleunigungsverlauf | 198 |
| 16.1 Theoretische Durchgangsdrehzahl | 198 |
| 16.2 Reale Durchgangsdrehzahl | 200 |
| 16.3 Beschleunigungsverlauf | 204 |
| Hydraulische Auslegung von Pelton-Turbinen | 208 |
| 17.1 Dimensionierung des Pelton-Rades | 208 |
| 17.2 Ellipsenförmiges Schaufelprofil | 211 |
| Mehrdüsige Pelton-Turbinen | 218 |
| 18.1 Mindestversatzwinkel zwischen Wasserstrahlen | 218 |
| 18.2 Düsenschutzdach | 220 |
| Geometrische und hydraulische Ähnlichkeiten | 222 |
| 19.1 Geometrische Ähnlichkeit | 223 |
| 19.2 Hydraulische Ähnlichkeit | 223 |
| Modellversuch und Wirkungsgradaufwertung | 227 |
| 20.1 Wirkungsgradaufwertung | 228 |
| 20.2 Reynolds-Zahl und Strahlkraft | 229 |
| Schaufelfestigkeit und Ähnlichkeitsgesetze | 231 |
| 21.1 Dynamische Spannung im Schaufelwurzelbereich | 231 |
| 21.2 Ähnlichkeitsgesetze in der Schaufelbelastung | 235 |
| Anhang 1: Parameterbezeichnung | 239 |
| Indizes | 242 |
| Anhang 2: Definitionen der abgeleiteten Größen und Kennzahlen | 243 |
| Anhang 3: Spezifische Drehzahl und ihre Anwendung in Pelton- Turbinen | 245 |
| Anhang 4: Spezifikation des Strahlstücks für eine Schaufel | 247 |
| Anhang 5: Spezifikation der Schaufelstellungen | 250 |
| Literaturverzeichnis | 253 |
| Sachverzeichnis | 256 |
