Modell der gleichförmigen Kreisbewegung
Rechner für die radiale Trägheitskraft von Lüfterblättern
Berechnung der erforderlichen Zentripetalkraft für eine Blattmasse, die an ihrem radialen Massenschwerpunkt dargestellt wird. Lagerungsunwucht, Blattspannung und zulässige Drehzahl werden bewusst nicht berücksichtigt.
Ideale Ergebnisse der Kreisbewegung
Das offizielle Material zur Kreisbewegung von NASA gibt den Betrag der Zentripetalkraft an F = mω²r = mv²/r. Hier ist ω = 2πn/60, m ist die Masse in kg, r ist der radiale Abstand des Massenschwerpunkts in m und n ist die Drehzahl in min^-1. Die tragende Struktur liefert eine Kraft dieser Größe nach innen; in einem rotierenden Bezugssystem ist der entsprechende Trägheitsterm nach außen gerichtet.
Die radiale Beschleunigung beträgt a = ω²r. Das angezeigte Beschleunigungsverhältnis verwendet die exakte konventionelle Standardgravitation gn = 9.80665 m/s² gemäß NIST; es handelt sich nicht um die lokale Gravitation und ist kein Spannungs- oder Sicherheitsfaktor.
Die Tangentialgeschwindigkeit beträgt v = ωr. Die Geschwindigkeit am Massenschwerpunkt und die tatsächliche Spitzenradiusgeschwindigkeit erfordern unterschiedliche Radien, daher wird letztere nur angezeigt, wenn ein tatsächlicher Spitzenradius angegeben wird.
Vektorgrenze: das Multiplizieren eines radialen Kraftbetrags mit der Anzahl der Blätter ergibt nur eine skalare Summe der Beträge. Es handelt sich nicht um die vektorielle Resultante auf die Lager. Identische gleichmäßig verteilte rotierende Kräfte heben sich vektoriell idealerweise auf; tatsächliche Unwucht erfordert jedes Massen-Radius-Produkt und Winkelposition (sowie andere rotierende Komponenten). Dieser Rechner gibt daher niemals eine netto-Lagerkraft an.
Es wird keine universelle materialspezifische „sichere Spitzenradiusgeschwindigkeit“ angegeben. Die zulässige Drehzahl hängt vom vollständigen Impellerdesign, dem Material/Zustand, der Geometrie, der Fertigung, den Verbindungen, der Umgebung, der Inspektion, den geltenden Vorschriften und der Herstellergutachten ab.
Quellen: Referenz zu Kreisbewegung/Zentripetalkraft von NASA; Standardwert der Gravitation gemäß NIST.
