50 Jahre alte Mechanik-Theorie bestätigt
Experimentelle Bestätigung der 50 Jahre alten Narrow-Groove-Theory an der EPFL in Lausanne: Die Theorie wurde schon Jahrzehnte für „Luft-Lager“ schnell drehender Achsen verwendet, obwohl sie bis jetzt noch nicht vollständig validiert war.
Experimente von Forschern der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne haben eine Theorie bestätigt, die seit über fünf Jahrzehnten in der Mechanik verwendet wird, obwohl sie nie vollständig validiert war. Das Team könnte die Theorie nun auf mutigere und innovativere Weise bei der Entwicklung immer besserer Energiesysteme nutzen. Gemeint ist die NGT (Narrow Groove Theory), die das Funktionieren einer Art Luftkissenlager bei schnell rotierenden Teilen erklärt.
Wie nicht selten begnügen sich Ingenieure damit, dass eine Theorie in der Praxis gute Resultate liefert. Da aber die Anforderungen an Hochgeschwindigkeitslager immer weiter ansteigen, waren präzisere und grundlegendere Untersuchungen erforderlich. Die NGT wurde 1965 von den Ingenieuren Vohr und Chow der Firma Mechanical Technology, Inc. vorgeschlagen. Sie beschreibt die Funktion von sogenannten HGJBs, einer Art „luftgeschmierter“ Gleitlager mit fischgrätartigen Rillen, die bei schnell rotierenden Wellen eingesetzt werden. Dank des entstehenden Luftkissens gibt es praktisch keine mechanische Reibung. Gerade für Energiesysteme der Zukunft sind solche Lager sehr relevant.
Zur Überprüfung wurde ein von mehreren HGJBs getragener Rotor auf einem Prüfstand mit 100.000 rpm betrieben. Mit Hilfe eines Schwingungssystems konnten dann Lagereigenschaften wie Steifigkeit und Dämpfungskoeffizienten gemessen und mit den Vorhersagen der NGT verglichen werden. Die NGT tendierte dabei zu schwach überschätzten Werten. In weiteren Experimenten sollen Messungen mit anderen Gasen wie etwa Kältemittel durchgeführt werden, das dies für Wärmepumpen etc. wichtig ist. Gegenüber reinen Simulationen bietet die NGT Geschwindigkeitsvorteile um bis zu zwei Größenordnungen.
Wie nicht selten begnügen sich Ingenieure damit, dass eine Theorie in der Praxis gute Resultate liefert. Da aber die Anforderungen an Hochgeschwindigkeitslager immer weiter ansteigen, waren präzisere und grundlegendere Untersuchungen erforderlich. Die NGT wurde 1965 von den Ingenieuren Vohr und Chow der Firma Mechanical Technology, Inc. vorgeschlagen. Sie beschreibt die Funktion von sogenannten HGJBs, einer Art „luftgeschmierter“ Gleitlager mit fischgrätartigen Rillen, die bei schnell rotierenden Wellen eingesetzt werden. Dank des entstehenden Luftkissens gibt es praktisch keine mechanische Reibung. Gerade für Energiesysteme der Zukunft sind solche Lager sehr relevant.
Zur Überprüfung wurde ein von mehreren HGJBs getragener Rotor auf einem Prüfstand mit 100.000 rpm betrieben. Mit Hilfe eines Schwingungssystems konnten dann Lagereigenschaften wie Steifigkeit und Dämpfungskoeffizienten gemessen und mit den Vorhersagen der NGT verglichen werden. Die NGT tendierte dabei zu schwach überschätzten Werten. In weiteren Experimenten sollen Messungen mit anderen Gasen wie etwa Kältemittel durchgeführt werden, das dies für Wärmepumpen etc. wichtig ist. Gegenüber reinen Simulationen bietet die NGT Geschwindigkeitsvorteile um bis zu zwei Größenordnungen.
