Energieumsetzung in Tesla-Turboarbeitsmaschinen und ihre Einordnung im Cordier-Diagramm

Das Cordier-Diagramm stellt den empirischen Zusammenhang zwischen optimaler Laufzahl und Durchmesserzahl dar, der aus den mit dem besten Wirkungsgrad arbeitenden einstufigen Strömungsmaschinen ermittelten Informationen erstellt wird. Neue Forschungsarbeiten stellen dar, dass die Energieumsetzung die grundsätzliche Ursache für die Entstehung der Cordier-Linie ist. Aus diesem Grund wurde erzielt, die Energieumsetzung der Tesla-Turbomaschinen in das Cordier-Diagramm einzutragen. Die Tesla-Turbomaschinen bzw. Reibungsturbomaschinen weisen gegenüber den konventionellen Strömungsmaschinen keine strömungsumlenkenden Schaufeln auf. Um die Strömungswinkeln festzulegen, müssen die Geschwindigkeitsprofile in Betracht gezogen werden. Dafür ist die Berechnungsvorschrift von Köhler hilfreich, welche auf Basis der Wandschubspannungen auch die Bestimmung des Spaltwirkungsgrades bzw. Umfangswirkungsgrades ermöglicht. Mit Hilfe dieses Modells wurde die Energieumsetzung für verschiedene Laufradgeometrien und Betriebsbedingungen berechnet und in das Cordier-Diagramm eingetragen.