Berechnung transienter Drallströmungen in Wirbelkammerdioden

Abstract

Mit Wirbelkammerdioden können Wassermassenschwingungen nach transienten Vorgängen in Transportleitungen infolge des asymmetrischen Drosselverhaltens wirksam gedämpft werden. Der Beitrag zeigt zunächst, wie das Geschwindigkeitsprofil der reibungsbehafteten Drallströmung in Wirbelkammerdioden berechnet werden kann. Neu ist der darauf aufbauende Ansatz, das polare Trägheitsmoment aus der kinetischen Energie der Drallströmung zu bestimmen. Damit kann die Differentialgleichung zur Beschreibung transienter Strömungen im System Wirbelkammerdiode-Rohrleitung hergeleitet werden. Der Abgleich mit zahlreichen Messwerten zeigt, dass mit der entwickelten Lösung das transiente Strömungsverhalten im System Wirbelkammerdiode-Rohrleitung sowohl für die Sprungantwort als auch für variable Energiehöhen zutreffend beschrieben werden kann.