Schwingungsuntersuchung einer Kälteanlage

In Kälteanlagen werden gasförmige Medien durch einen Kompressor verdichtet und dadurch verflüssigt. Anschließend wird das Kältemittel in Rohrleitungen zu anderen Komponenten wie Wärmetauschern oder Trocknern geführt. Durch die Drehbewegung des Kompressors entsteht eine Schwingungsanregung des Rohrsystems, wobei in Abhängigkeit der Drehzahl und des Betriebspunkts auch eine Resonanzanregung möglich ist, welche speziell bei den oftmals schwach gedämpften Rohrleitungen zu großen Verformungen und einem Systemversagen führen kann.
In dem Projekt werden die Schwingungen eines Rohrleitungssystems experimentell ermittelt und ein 3D FE-Modell des Ist-Zustands erstellt. Nach einer Validierung können konstruktive Änderung in der Befestigung und Lagerung der Rohre auf ihren Einfluss bzgl. der wirkenden Spannungen im Material untersucht werden. Gerade bei komplexen Kälteanlagen sind die Rohrleitungen sehr lang und verwinkelt, weshalb eine analytische Betrachtung nicht mehr möglich ist.
Mit diesem Entwicklungsschritt lassen sich kritische Rohrschwingungen bestimmen und im Berechnungsmodell geeignete konstruktive Änderungen umsetzen. Die virtuelle Produktentwicklung erspart in der Praxis den Bau von Prototypen und reduziert den finalen Versuch auf wenige Vorzugsvarianten, die aus dem Berechnungsmodell abgeleitet werden können.