Experimentelle und theoretische Untersuchungen über die kritischen Drehzahlen flüssigkeitsgefüllter Hohlkörper

Zusammenfassung

Es wurde die Frage untersucht, wie bei der inneren Kühlung von Gasturbinenschaufeln mittels durch die Hohlwelle zugeführter Flüssigkeit der sich auf Grund der Zentrifugalkräfte ausbildende Flüssigkeitsring die kritische Drehzahl und das Laufverhalten des Laufrads beeinflußt. Die Theorie liefert unter Berücksichtigung der Scheibenreibung und der inneren Werkstoffdämpfung Gleichungen zum Bestimmen der kritischen Drehzahl des flüssigkeitsgefüllten Laufrads sowie für das Einsetzen einer instabilen Schwingung, die jedoch bei sehr hohen Drehzahlen liegt und praktisch keine Bedeutung hat. Versuche an einem symmetrisch gelagerten Rotationshohlkörper mit verschiedenen Flüssigkeitsfüllungen bestätigen die theoretischen Befunde hinsichtlich der kritischen Drehzahl und der Amplitude der erzwungenen Schwingung sehr gut. Darüber hinaus treten bei überkritischen Drehzahlen von der Theorie nicht erfaßte instabile Bereiche auf, die offenbar ihre Ursache in Oberflächenschwingungen des mitumlaufenden Wasserrings haben und sich durch Unterteilen des Wasserrings in mehrere Segmente einengen lassen.