Treutz, Gunther (2002)
Numerische Simulation der instationären Strömung in einer Kreiselpumpe.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Primary publication
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Teil I -
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Teil II -
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Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||||
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Type of entry: | Primary publication | ||||||
Title: | Numerische Simulation der instationären Strömung in einer Kreiselpumpe | ||||||
Language: | German | ||||||
Referees: | Stoffel, Prof. Dr. Berd ; Schäfer, Prof. Dr. Michael | ||||||
Advisors: | Stoffel, Prof. Dr. Berd | ||||||
Date: | 2 December 2002 | ||||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||||
Date of oral examination: | 16 September 2002 | ||||||
Abstract: | In der vorliegenden Arbeit wird die instationäre Strömung in Kreiselpumpen aus Kunststoff numerisch untersucht. Zuerst erfolgt die Berechnung einzelner Schaufelkanäle. Anschließend wird das Spiralgehäuse betrachtet. Bei der gekoppelten Simulation von Laufrad und Spiralgehäuse liegt der Schwerpunkt auf dem Vergleich zwischen stationär und instationär erzielten Berechnungsergebnissen. Durch die Abbildung aller durchströmten Komponenten im numerischen Gitter und die anschließende Berechnung der instationären Strömung kann das Verhalten der Pumpe simuliert werden. Eine Bestätigung für die Qualität der Ergebnisse ergibt sich neben der sehr guten Übereinstimmung mit der gemessenen Kennlinie auch durch den Vergleich mit lokalen Wanddruckmessungen im Spiralgehäuse. Numerische Ergebnisse erlauben es, die Strömung an beliebigen Stellen zu analysieren. Deshalb werden die Strömungsverhältnisse am Schaufelaustritt besonders betrachtet. Obwohl sich für die Förderhöhe ein linearer Verlauf über dem Volumenstrom ergibt, zeigt die detaillierte Betrachtung der Geschwindigkeitskomponenten, daß für die Wirkungsweise einer radialen Pumpenbeschaufelung innerhalb eines Spiralgehäuses Trägheitseffekte eine erhebliche Rolle spielen. Bei der stationären Berechnung einzelner Schaufelkanäle mit Radseitenraum ergeben sich teilweise Probleme, Konvergenz zu erzielen. Deshalb werden diese Berechnungen auch instationär ausgeführt. In den Ergebnissen zeigen sich erhebliche Unterschiede zu den stationär erzielten Resultaten. Im Bereich des Eintrittes der Strömung aus dem Radseitenraum in die Hauptströmung entsteht ein relativ zum Laufrad rückwärts umlaufender Wirbelkranz. Ein weiterer Abschnitt wird der Betrachtung der Wirkungsweise einer Spirale gewidmet. Abschließend folgt der Versuch, innerhalb einer einzigen Simulation der instationären Strömung, durch kontinuierliches Verändern des Massenstromes das komplette Verhalten einer Kreiselpumpe über weite Bereiche der Kennlinie zu beschreiben. Es zeigt sich, daß dieses Vorgehen nahezu gleichwertige Resultate zur Untersuchung einzelner Betriebspunkte liefert. Damit wird klar, daß es möglich ist, bei der Entwicklung einer Strömungsmaschine die zeitaufwendigen und teuren praktischen Experimente weitgehend auf "numerische Prüfstände" zu verlagern. Durch die Verbesserung der Berechnungsalgorithmen und die Steigerung der Rechenleistung der Computer sind Berechnungen der instationären Strömung innerhalb von Kreiselpumpen auch in der Industriepraxis durchführbar. |
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Alternative Abstract: |
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Uncontrolled Keywords: | numerische Simulation, instationäre Strömung,instationäre Simulation,Kreiselpumpe,Pumpe,Schaufelkanal,Spiralgehäuse,Radseitenraum,numerischerPrüfstand,Frozen Rotor,transient,instationär,Transient Rotor Stator,TASCflow,CFX-TASCflow | ||||||
Alternative keywords: |
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URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-2759 | ||||||
Classification DDC: | 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering | ||||||
Divisions: | 16 Department of Mechanical Engineering | ||||||
Date Deposited: | 17 Oct 2008 09:21 | ||||||
Last Modified: | 08 Jul 2020 22:45 | ||||||
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/275 | ||||||
PPN: | |||||||
Export: |
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