Stutzenarbeit

Die spezifische Stutzenarbeit ${\displaystyle Y}$ ist die Differenz der (massen)spezifischen Arbeitsfähigkeiten eines inkompressiblen Fluids zwischen Saug- und Druckstutzen (Ein- und Austrittsgehäuse) einer Turbomaschine. Die SI-Einheit der spezifischen Stutzenarbeit ist ${\displaystyle \mathrm {\tfrac {m^{2}}{s^{2}}} }$. Die Stutzenarbeit entspricht damit der totalen isentropen Enthalpiedifferenz:

${\displaystyle {\begin{aligned}Y&=\Delta h_{ts}\\&=\Delta h_{p}+{\frac {c_{\text{D}}^{2}-c_{\text{S}}^{2}}{2}}+g(z_{\text{D}}-z_{\text{S}})\end{aligned}}}$

mit

• der spezifischen Enthalpiedifferenz ${\displaystyle \Delta h_{p}={\frac {p_{\text{D}}-p_{\text{S}}}{\rho }}}$ auf Grund der Druckdifferenz ${\displaystyle p_{\text{D}}-p_{\text{S}}}$
  • den Indizes ${\displaystyle {\text{D}}}$ für die Druck- und ${\displaystyle {\text{S}}}$ für die Saugseite
  • der Dichte ${\displaystyle \rho }$ des Fluids
• der spezifischen Enthalpiedifferenz ${\displaystyle {\frac {c_{\text{D}}^{2}-c_{\text{S}}^{2}}{2}}}$ auf Grund der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten ${\displaystyle c}$, vgl. kinetische Energie
• der für Gase vernachlässigbaren spezifischen Enthalpiedifferenz ${\displaystyle g(z_{\text{D}}-z_{\text{S}})}$ auf Grund der Höhendifferenz ${\displaystyle z_{\text{D}}-z_{\text{S}}}$, vgl. potentielle Energie
  • der Schwerebeschleunigung ${\displaystyle g}$.

Mit der spezifischen Stutzenarbeit kann die Fall- bzw. Förderhöhe ${\displaystyle H}$ definiert werden

${\displaystyle H={\frac {Y}{g}}}$

Literatur

• Fister, Werner: Fluidenergiemaschinen. Band 1: Physikalische Voraussetzungen, Kenngrößen, Elementarstufen der Strömungs- und Verdrängermaschinen, Springer-Verlag, 1984, ISBN 3-540-12864-6