Schema einer Wirbelströmung: Die Geschwindigkeit in tangentialer Richtung wird von außen nach innen immer größer, die Bahnlinien folgen (idealisiert) einer logarithmischen Spirale.
Wirbelströmung
Eine Wirbelströmung bildet sich, wenn Wasser tangential in einen Behälter oder ein Gehäuse eingeleitet wird und axial durch eine Öffnung herausströmen kann. Die Rotationsgeschwindigkeit wird dabei von außen nach innen größer und folgt den Gesetzen eines Potentialwirbels. Oft bildet sich im Zentrum der Wirbelströmung durch die sehr hohe Fliehkraft, die das Wasser nach außen drückt, ein luftgefüllter „Badewannenwirbel“ aus. In der Abwassertechnik gibt es mehrere verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, die auch in Produkten unserer Firma UFT genutzt werden.
Anwendung zur Abflussbegrenzung: Bei solchen Geräten, etwa der Wirbeldrossel UFT-FluidVortex, dem Wirbelventil UFT-FluidCon, dem vertikalen Wirbelventil UFT-FluidVertic und anderen, tritt das Wasser durch ein Rohr tangential in ein Wirbelgehäuse ein und verlässt es durch eine Ausgangsblendenöffnung. Da das stets als Ringstrahl austretende Wasser nur einen Teil des Ausgangsquerschnittes durchströmt, ist der offene Querschnitt bei gegebenem Drosselabfluss sehr groß verglichen mit z.B. einem Drosselschieber. Abflussbegrenzer, die eine Wirbelströmung nutzen, sind deshalb unempfindlich gegen Verstopfungen – ideal für eine Anwendung in der Regenwasserbehandlung oder der Mischwasserbehandlung. Bei der Turbodrossel UFT-FluidTurbo wird die Wirbelströmung zudem zum Antrieb eines kleinen Turbinenrades genutzt, das die nötige Energie für die Abflussregelung liefert.
Anwendung zur Regenwasserbehandlung oder der Mischwasserbehandlung: Hier wird – etwa im Wirbelabscheider UFT-FluidSep – davon Gebrauch gemacht, dass ein rotierender Potentialwirbel bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten relativ turbulenzarm ist. Das begünstigt das Absetzen von Sedimenten; die Zentrifugalkraft (an die man vielleicht denken könnte) spielt hier hingegen so gut wie keine Rolle. Zudem sorgt die Wirbelströmung dafür, dass sich an der Bauwerkssohle durch Grenzschichteffekte nach innen gerichtete Sekundärströmungen bilden, die die Sedimente zur Mitte fördern (Teetasseneffekt).
Autor: G. Weiß · Revisionsstand: 05.11.2020