Stoßverlust

Weicht die Anströmrichtung eines Schaufelgitters vom Eintrittswinkel der Schaufeln ab (siehe stoßfreier Eintritt), dann wird der durch die erzwungene Geschwindigkeitsänderung auftretende Verlust als Stoßverlust bezeichnet.

Der Stoßverlust tritt auf, wenn der Förderstrom (Q) einer Pumpe kleiner oder größer ist als der bei der jeweiligen Schaufelgeometrie zur stoßfreien Anströmung führende Wert (Q_stoßfrei). Bei einer Änderung des Förderstroms ändert sich auch der Zuströmwinkel und damit die Anströmrichtung der Schaufeln. 

Für einen gegebenen Förderstrom (Q) ergibt sich eine zugehörige Meridiangeschwindigkeit (c_m.0) vor dem Schaufelgitter (Stelle 0). Die Umfangsgeschwindigkeit am Laufradeintritt (Stelle 1) auf der betrachteten Stromfläche sei u₁. Damit wird die Schaufel bei drallfreier Zuströmung (d. h. c₀ = c_{m. 0}) mit der Relativgeschwindigkeit (w₀) angeströmt. Der daraus resultierende relative Zuströmwinkel ist β₀. Der Schaufelwinkel am Laufradeintritt sei β₁. Ist der Förderstrom ungleich dem Förderstrom bei stoßfreiem Eintritt (Q_stoßfrei), der durch die Bedingung β₀ = β₁ gekennzeichnet ist, so muss die Strömung nach Eintritt in das Schaufelgitter von der Anströmrichtung 0 abrupt auf die Richtung β₁ umgelenkt werden, um der Richtung der Schaufeln folgen zu können. Dabei bleibt (bei Vernachlässigung der Versperrung durch die Dicke der Schaufeln) die Meridiangeschwindigkeit unverändert (c_m,1 = c_m.0). Dieser Fall ist für einen Betriebspunkt bei Überlast mit Q > Q_stoßfrei in Abb. 1 dargestellt. siehe Abb. 1 Stoßverlust

Die Stoßkomponente (w_stoß.La) bewirkt eine rechnerische Verlusthöhe von:
 

Eine analoge Betrachtung lässt sich bei der Berücksichtigung der Stoßverluste im Leitrad anwenden. Hierbei gilt, dass im Gegensatz zum drallfrei angeströmten Laufradeintritt die Richtung der Absolutströmung nicht unabhängig vom Förderstrom ist. 

In erster Näherung kann davon ausgegangen werden, dass die Richtung der aus dem Laufrad austretenden Relativströmung (w_2.La) im Bereich von 0,75∙Q_opt ≤ Q ≤ 1,25∙Q_opt konstant bleibt. 
siehe Abb. 2 und 3 Stoßverlust

Bei der Berechnung der Stoßverluste ist zu beachten, dass der Stoßbeiwert im Teillastgebiet größer als im Überlastgebiet (siehe Betriebsverhalten) ist. Dies liegt daran, dass bei Teillast als Folge der Stoßanströmung Ablösungen vornehmlich im äußeren Bereich des Schaufelgitters auftreten, die schließlich bei extremer Stoßanströmung zu einer Rückströmung des Fördermediums im Einlauf führen.