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Drallströmung

Die Drallströmung ist eine rotationssymmetrische Strömung (siehe Strömungslehre) mit Umfangskomponenten. Wie bei der Drallströmung in Rohren ist in vielen Fällen neben der Umfangs- auch eine Axialkomponente der Strömungsgeschwindigkeit vorhanden. Die strömenden Teilchen bewegen sich dann auf schraubenförmigen Bahnen und legen innerhalb einer bestimmten Rohrlänge gegenüber einer drallfreien Strömung bei gleicher Durchflussgeschwindigkeit einen größeren Weg längs der Rohrwand zurück. Das hat einen größeren Druckverlust zur Folge. 

Die Umfangskomponente (vu) am Radius (r) in einer Drallströmung folgt meist dem für eine Potenzialströmung gültigen Gesetz:

Drallströmung_Formel_1

Sie wird dann als Potenzialwirbelströmung bezeichnet. Dies gilt jedoch nicht für beliebig kleine Radien, da die Umfangskomponente mit abnehmendem Radius dann unbegrenzt ansteigen müsste. Vielmehr befindet sich im Inneren einer Drallströmung unterhalb eines bestimmten Grenzdurchmessers (RANKINE-Wirbel) ein Wirbelkern, in dem die Axialkomponente deutlich kleiner als im Bereich des äußeren Potenzialwirbels ist, während die Umfangskomponente (vu) der Strömungsgeschwindigkeit folgendem Gesetz des Festkörperwirbels folgt: 

Drallströmung_Formel_2

Mit wachsendem Radius nimmt auch der statische Druck zu. Darüber hinaus ist am Austritt eines rotierenden Laufrades immer eine Drallströmung zu finden, deren Umfangskomponenten durch nachgeschaltete Bauteile (z. B. Leitrad) teilweise noch in statischen Druck umgesetzt werden können. 

In einer durch feste Wände begrenzten Drallströmung in Rohren oder Ringräumen klingt die Drallstärke infolge der Reibung an der Wand mit zunehmender Lauflänge langsam ab.
Unerwünschte Drallströmung in Rohren wie vor einer Messstelle oder in der Pumpenzuströmung (Zulaufbedingungen) können durch Strömungsgleichrichter, bspw. aus gekreuzten Blechen, unterdrückt werden.