Der Wrmebergang an einer im geschlossenen Gehuse rotierenden Scheibe

1. 1 berblick Strmung und Wrmebergang in der Umgebung rotierender Scheiben sind fr den Theoretiker von Interesse. Im laminaren Bereich lassen sich die Navier Stokesschen Gleichungen, die Kontinuitts- und die Energiegleichung fr den Fall der freien Scheibe exakt lsen und ermglichen damit eine berprfung geeigneter Nherungsverfahren. Fr den Ingenieur hat die rotierende Scheibe praktische Bedeutung, da sie als vereinfachtes Modell fr viele rotierende Ma schinenteile aufgefat werden kann. Das trifft beispielsweise fr Gasturbinen zu, bei denen OPRECHT [1] festgestellt hat, da erhebliche Leistungssteigerungen durch gute Luferkhlung zu erzielen sind. Bei dem von SCHULTZ-GRUNOW [2] entwickelten Isotopentrennverfahren ruft eine gekhlte Scheibe, die in einem beheizten Gehuse rotiert, die Trennung hervor - Temperaturfeld und Wrme bergang sind hierbei unmittelbar von Bedeutung. Auch in knftigen Raum stationen knnten rotierende Scheiben und die durch sie hervorgerufene er zwungene Konvektion wichtig werden, da wegen des fehlenden Schwerefeldes keine natrliche Konvektion mglich ist. Bei rotierenden Scheiben unterscheidet man zwischen freien Scheiben, die im unbegrenzten Raum, und Scheiben, die im ganz oder teilweise geschlossenen zylindrischen Gehuse rotieren. Die Strmung und der Wrmebergang an der freien Scheibe wurden sowohl theoretisch als auch experimentell in einer Reihe von Arbeiten untersucht, unter denen besonders die von v. KARMAN [3] und die von MILLAPS, POHLHAUSEN [4] hervorzuheben sind [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]. Zwischen geschlossenem Gehuse und rotierender Scheibe zeigt die Flssigkeit ein wesentlich verwickelteres Strmungsverhalten.