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Frank Kameier Strömungstechnik II 6 . Vorlesung

Frank Kameier Strömungstechnik II 6 . Vorlesung. Kavitation. • Allgemeine Beschreibung des Phänomens • Bernoulli Diagramm • Wirkungen • NPSH bei Pumpen. Grundlagen axialer Strömungsmaschinen - Kennlinien. Kennfeld einer Strömungsmaschine - Drosselkennlinien. Scharparameter

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Frank Kameier Strömungstechnik II 6 . Vorlesung

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Presentation Transcript

  1. Frank Kameier Strömungstechnik II 6. Vorlesung Kavitation • Allgemeine Beschreibung des Phänomens • Bernoulli Diagramm • Wirkungen • NPSH bei Pumpen

  2. Grundlagen axialer Strömungsmaschinen - Kennlinien Kennfeld einer Strömungsmaschine - Drosselkennlinien Scharparameter Drehzahl

  3. Grundlagen axialer Strömungsmaschinen - Kennlinien Dimensionsanalyse - Vorgehensweise - b) a) Steckt die Re-Zahl hinter. Soll hier erst einmal vernachlässigt werden! d) Addition von branchenabhängigen Skalierungsfaktoren c)

  4. Grundlagen axialer Strömungsmaschinen 1 - Kennlinien Dimensionsloses Kennfeld Druckzahl Lieferzahl

  5. Grundlagen axialer Strömungsmaschinen 1 - Kennlinien Proportionalitäten zur Drehzahl Volumenstrom (auch qv abgekürzt) Druckdifferenz(auch ptot abgekürzt) Leistung (qv * ptot / Wirkungsgrad)

  6. Bernoulli Diagramm

  7. Bernoulli Diagramm

  8. Druckverlauf durch eine Querschnittsverengung

  9. Blasenimplosion aus: Bohl/Elmendorf: Strömungsmaschinen I, 2004

  10. Implosionsdrücke aus: Bohl/Elmendorf: Strömungsmaschinen I, 2004

  11. Spezifische Halteenergie oder Haltedruckhöhe und NPSH-Wert aus: Bezugspunkt s für die Haltedruckhöhe und Bezugspunkt s´ für den NPSH-Wert (aus KSB: Kreiselpumpenlexikon, 1974)

  12. Bernoullische Gleichung mit Verlusten und Energiezufuhr YPumpe/Ventilator

  13. spezifische Halteenergie der Anlage Haltedruckhöhe der Anlage NPSH-Wert (Net Positiv Suction Head) Je kleiner der NPSH-Wert einer bestimmten Pumpenart ist, desto besser ist also ihre Saugfähigkeit. Der die Kavitation begrenzende Druck im Saugstutzen der Pumpe wird von den Verhältnissen der gesamten Anlage, wie den angeschlossenen Rohrleitungen beeinflusst!

  14. NPSH-Verlauf beim Absenken des Eintrittsdrucks und konstantem Durchsatz sowie konstanter Drehzahl. aus: Käppeli, Strömungslehre und Strömungsmaschinen, 2002.

  15. Ermittlung des NPSH-Wertes (Absenken des Eintrittsdrucks) aus: Bohl/Elmendorf: Strömungsmaschinen I, 2004.

  16. Pumpencharakteristik für 2 Drehzahlen und Verlauf des NPSH-Wertes aus: Käppeli, Strömungslehre und Strömungsmaschinen, 2002.

  17. Beispielaufgabe: Pumpe in offenem Saugbetrieb NPSHPumpe=3,8 m Wasser 16° C PD=0,01816 bar q_v=14 l/s =999 kg/m3 p0=1018 hPa Druckverlust in der Rohrleitung ∆pV=14,7 kPa  HV=∆pV/( g)=1,5 m gesucht: zulässige geodätische Höhe des Saugmundes der Pumpe ↑ je kleiner der Pumpewert, desto günstiger

  18. NPSH – vereinfachte „Eselsbrücke“ Net Positive Suction Head Netto-Energiehöhe am Eintritt = absolute Energiehöhe abzüglich der Verdampfungsdruckhöhe (10m – NPSH = Haltedruckhöhe) Eine Pumpe kann maximal aus der „Tiefe“ (10m-NPSH) ansaugen. oder Eine Pumpe kann maximal um (10m – NPSH) in die Höhe gehängt werden. Ein niedriger NPSH Wert ist eine positive Eigenschaft einer Pumpe!

  19. „Pistol Shrimp“ (Hinweis von N. Stenzel) Strahl http://www.youtube.com/watch?v=eKPrGxB1Kzc http://www.nature.com/nature/journal/v413/n6855/full/413477a0.html

  20. „Pistol Shrimp“ Fortbewegung mit einer Schubkraft:(Kavitation als Nebeneffekt) technische Daten: 5000 K (4700 °C) (Berechnung???) 97 km/h = 27 m/s ca. 190 dB in einem Meter Abstand Kollabieren der Blasen mit Lichtblitz instationärer Effekt: kürzer als eine Millisekunde

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