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Öl als Konstruktionselement in Schraubenmaschinen - Einsatz nicht newtonscher Öle - Teil 1

Titel: Öl als Konstruktionselement in Schraubenmaschinen - Einsatz nicht newtonscher Öle - Teil 1
Autor(en): Prof. Dr.-Ing. K. Kauder, Dipl.-Ing. R. Deipenwisch
erschienen: 1998
in: Schraubenmaschinen Nr.6, ISSN 0945-1870, Universitätsdruckerei Dortmund, 1998
Zusammenfassung: Das beschriebene Modell zur Berechnung der hydraulischen Verluste in der naßlaufenden Schraubenmaschine liefert Ansätze, um das Öl schon bei der Auslegung der Schraubenkompressoren als Konstruktionselement mit einzubeziehen.
Sinnvoll ist die Nutzung eines nichtnewtonschen Öles immer dann, wenn eine deutliche scherindizierte viskositätserniedrigung in dem Schergeschwindigkeitsbereich, der in den Spalten des Schraubenkompressors vorliegt, erreicht werden kann.
Beim Einsatz dieser Öle besteht die Schwierigkeit darin, den Schergeschwindigkeitsbereich vorherzubestimmen, der während des Betriebs in dem Schraubenkompressor auftritt. Neben der Relativgeschwindigkeit der Spaltberandungen geht hier die reale Spalthöhe ein. Im Modell wurden bisher nur Kaltspalthöhen berücksichtigt. Die Spalthöhe ist eine der maßgeblichen Einflußgrößen auf die Verlustleistungen im Arbeitsraum des Schraubenkompressors. Um die Abbildungsgüte des Modells wesentlich zu verbessern sind Warmspalthöhen während des Betriebs gemessen worden.
Experimentell ermittelt werden konnte nur das Integral aller Verluste, eingeschlossen der Verlustleistungen in Lagern und am Riementrieb. An einem neuartigen Modellrotorversuchsstand besteht die Möglichkeit, die aufgrund des Öleinsatzes entstehenden Reibungs- und Impulsverluste in den Spalten des Arbeitsraums zu bestimmen.
Mit einem verbesserten Rechenmodell soll die Voraussetzung geschaffen werden, die Ölwirkung auf die Energiewandlungsgüte zu beschreiben und Auslegungskriterien für das einzusetzende Öl in flüssigkeitseingespritzten Schraubenkompressoren zu formulieren. 
Title: Oil as a design parameter in screw-type engines - use of non-newtonian oils - Part 1
Abstract: The model of the calculation of the friction losses caused by oil described in this report delivers a starting point for the integration of the design parameter "oil" for oil injected screw-type engines.
The use of non newtonian oils with a shear thinning behaviour lead to a decrease of energy consumption over a broad speed range of screw-type compressors. The decrease is mainly caused by the shear indicated lower viscosity in the clearances of the compressor.
A difficulty through the use of these oils is the estimation of the conditions in the clearances. The rate of shear in the single clearance is influenced by the relativ speed of the boundaries and by the height of the clearance during operation. Up now only cold heights were used in the model. To improve the quality of the model the clearances of a running screw compressor were measured.
The losses which were determined at the screw compressor test plant are the summation of all losses including the losses caused by the power transmission and in the bearings. Experiments at a model rotor test stand make the determination of the friction losses and the losses by the acceleration of the oil in the clearances possible.
A better calculation model shall deliver the conditions to describe the influence of the oil on the energy efficiency and to define the optimal oil for every screw compressor.