Schwingungsformen im hydraulischen Leitungssystem

Zu Beginn einer Druckpulsationsanalyse verschafft sich RohrLEx immer erst einmal einen Überblick über die allgemeine Resonanzsituation im Leitungssystem. Hierbei ist für RohrLEx wichtig, welche Pulsationsquellen es gibt, wie die Topologie des Leitungssystems ist und vor allem, wie die Leitungsabschlüsse aussehen. Die Art der Leitungsabschlüsse hat maßgeblichen Einfluss darauf, welche Schwingungsformen sich im Leitungssystem einstellen.

Welche Schwingungsformen gibt es?

Die Schwingungsformen in einer einfachen hydraulischen Leitung können in die zwei Kategorien „gleichartiger Abschluss“ oder „entgegengesetzter Abschluss“ aufgeteilt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von den Abschlussimpedanzen der Leitung. Die Abschlussimpedanzen bestimmen, ob sich eine λ/4- oder eine λ/2-Schwingungsform ausbildet. Gleichartig bedeutet dabei, dass beide Leitungsabschlüsse hinsichtlich ihres Pulsationsreflexionsverhaltens entweder „offen – Reflexionsfaktor = -1“ oder „geschlossen – Reflexionsfaktor = 1“ sind. Bei entgegengesetzten Abschlüssen ist jeweils ein Leitungsende „offen“ und das andere „geschlossen“.

Die Schwingungsform entscheidet darüber, an welcher Stelle des Leitungssystems sich Druckknoten und Druckbäuche bilden. Die Kenntnis der Druckbauchposition ist wichtig für die Positionierung einer Dämpfungsmaßname oder eines Tilgers (Resonators).

RohrLEx hat auch einen Flyer zu Schwingungsformen in hydraulischen Leitungssystemen erstellt, in dem hydraulische Beispielsysteme mit ihrer jeweiligen Schwingungsform vorgestellt werden und indem beschrieben wird, wie sich die Schwingungsform in einem Zylinderantrieb hubabhängig ändert.