Bestimmung der Eigenfrequenzen von Rührwerken in Abhängigkeit von Einspannung und Fluidwechselwirkung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Klaus Strohmeier
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5336482

Die Voraussetzungen zur Auslegung von Rührwerken mit analytischen Ansätzen zur Eigenfrequenzberechnung sind in der Praxis selten erfüllt, da die realen Einspannungsverhältnisse sehr komplex ,die Anschlußsteifigkeiten meit unbekannt sind und die unterstellte starre Einspannung nicht zu rechtfertigen ist. Durch die weiche Einspannung der meist im Behälterdach eingesetzten Rührwerke kann es zu einer Halbierung der überschlägig analytisch ermittelten Eigenfrequenz kommen und Schadensfälle [10] sind die Folge. Das FLuid im Behälter verändert zudem die Systemeigenfrequenz - unabhängig von der Art der Einspannung - noch stärker.Die Finite-Element-Methode (FEM) zeigt nach Modellierung obiger Einflüsse und durch Berücksichtigung der FluidStruktur-Kopplung sehr gute Ergebnisse und bildet so die Basis für eine wesentlich verbesserte Berechnungsmöglichkeit der kritischen Drehzahl. Zusätzlich wird der zeitabhängige Verlauf der Kräfte auf das Rührwerk bestimmt, um anregende Strömungskräfte bei unterschiedlichen Drehzahlen zu ermitteln. Forschungsziel ist die Erstellung eines neuartigen Berechnungskonzepts, welches die Hauptschwächen der bisherigen Berechenbarkeit von Rührwerken kompensiert: Anschlußsteifigkeit und Fluid-Struktur-Kopplung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen