Der Warmeubergang an einer im geschlossenen Gehause rotierenden Scheibe

1. 1 Uberblick Stromung und Warmeubergang in der Umgebung rotierender Scheiben sind fur den Theoretiker von Interesse. Im laminaren Bereich lassen sich die Navier- Stokesschen Gleichungen, die Kontinuitats- und die Energiegleichung fur den Fall der freien Scheibe exakt losen und ermoglichen damit eine Uberprufung geeigneter Naherungsverfahren. Fur den Ingenieur hat die rotierende Scheibe praktische Bedeutung, da sie als vereinfachtes Modell fur viele rotierende Ma- schinenteile aufgefat werden kann. Das trifft beispielsweise fur Gasturbinen zu, bei denen OPRECHT [1] festgestellt hat, da erhebliche Leistungssteigerungen durch gute Lauferkuhlung zu erzielen sind. Bei dem von SCHULTZ-GRUNOW [2] entwickelten Isotopentrennverfahren ruft eine gekuhlte Scheibe, die in einem beheizten Gehause rotiert, die Trennung hervor - Temperaturfeld und Warme- ubergang sind hierbei unmittelbar von Bedeutung. Auch in kunftigen Raum- stationen konnten rotierende Scheiben und die durch sie hervorgerufene er- zwungene Konvektion wichtig werden, da wegen des fehlenden Schwerefeldes keine naturliche Konvektion moglich ist. Bei rotierenden Scheiben unterscheidet man zwischen freien Scheiben, die im unbegrenzten Raum, und Scheiben, die im ganz oder teilweise geschlossenen zylindrischen Gehause rotieren. Die Stromung und der Warmeubergang 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 Gehause und rotierender Scheibe zeigt die Flussigkeit ein wesentlich verwickelteres Stramungsverhalten.