Resonanzbildung in Rohrleitungssystemen

Aus langjähriger Erfahrung weiß RohrLEx, dass jedes hydraulische System über mehrere Eigenfrequenzen verfügt – doch das bedeutet nicht zwangsläufig, dass Resonanzprobleme auftreten. Damit es zu einem Resonanzproblem kommt, müssen diese Eigenfrequenzen gezielt angeregt werden. Vereinfacht gesagt: Die Systemresonanzen müssen durch die Anregung „getroffen“ werden.

Allerdings reicht eine übereinstimmende Frequenz allein nicht aus, um erhebliche Druckschwingungen zu verursachen. Ob tatsächlich ein Resonanzproblem auftritt, hängt von mehreren entscheidenden Faktoren ab: der Systemdämpfung, der Höhe der ursprünglichen Druckpulsation – insbesondere bei transienten Vorgängen wie dem Hochlauf einer Pumpe – und der genauen Position der Anregungsquelle im System. Das Verständnis und die Kontrolle dieser Zusammenhänge sind essenziell, um die Zuverlässigkeit und Effizienz hydraulischer Systeme zu gewährleisten.

Im Idealfall ist die Systemdämpfung so groß, dass eine von der Quelle ins System eingebrachte Druckwelle auf ihrem Weg hin und zurück durch das System komplett dissipiert wird. Selbst wenn die Resonanz "getroffen" wird, kommt es dann zu keinem Druckpulsationsproblem.

In der Regel ist die Druckpulsation aber meist so groß, dass die Druckwelle nicht komplett dissipiert wird. Salopp gesagt bleibt von der Druckwelle auf ihrem Weg durch das Leitungssystem immer noch so viel "übrig", dass sie es zurück bis zur Quelle schafft. Im Resonanzfall nimmt das Druckpulsationsproblem seinen Lauf und die Amplituden erreichen binnen weniger Schwingungen große Werte.

RohrLEx hat einen Flyer zum Thema Resonanzen im Leitungssystem erstellt, in dem er die Wirkzusammenhänge erläutert.