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Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.1 SoSe 2015 Strömungstechnik II PEU, 1. Termin Rohrreibungsberechnung.

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1 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.1 SoSe 2015 Strömungstechnik II PEU, 1. Termin Rohrreibungsberechnung 1-D - Ähnlichkeitstheorie - Strömungsmaschinen - Energieeffizienz /1/ Moreau S. / Henner M. / Brouckaert J.F. / Neal D.; “Numerical and experimental investigation of rotor-stator interaction in automotive engine cooling fan systems”;Technical paper CFD Simulation eines Kühllüfters /1/ Axialventilator

2 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.2 SoSe dimensionale Stromfadentheorie - Excelübung Bernoulli´sche Gleichung mit Verlusten Excel mit Namen Iteration unter Excel Ausfüllen eines Lückentexts

3 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.3 SoSe 2015 Bernoulli´sche Gleichung unter Berücksichtigung von Verlusten Ventilator Reibung Einbauten Absaugung aus einem Raum Ventilator siehe: exemplarische_auslegung_verluste xlsx

4 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.4 SoSe 2015 Bernoulli´sche Gleichung unter Berücksichtigung von Verlusten Lösungsstrategie: -Stromfaden von 1 nach 3 - c 1 und c 2 aus Konti Ventilator

5 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.5 SoSe 2015 Iteration unter Excel Bedienungshinweise: - Die Problematik einer Funktion mit einer Variablen links und rechts vom Gleichheitszeichen (c=f(c, D,h,etc.)) wird unter Excel Zirkelbezug genannt. - Unter Datei/Optionen/Formeln muss „Iterative Berechnung“ aktiviert sein. - Häufig ist es sinnvoll, beim Eintragen von Werten oder ändern von Formeln die Berechnung auf „Manuell“ zu stellen, um erst mit F9 eine neue Berechnung auszulösen.

6 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.6 SoSe 2015 Druckverlustzahlen von Rohrleitungsteilen, aus Schade/Kunz (2013) hier: Einströmung scharfkantig  =0,5 unstetige Querschnittsänderung  =? (Flächenverhältnis berechnen!) Krümmer  =0,2 (Geschwindigkeit jeweils hinter der Einbaustelle) sowie Rohrreibung

7 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.7 SoSe 2015 Druckverlustzahlen von Rohrleitungsteilen, aus Schade/Kunz (2013) hier:  =0,20 (Geschwindigkeit jeweils hinter der Einbaustelle)

8 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.8 SoSe 2015 Quelle: Schade/Kunz 2013 Moody-Diagramm zur Bestimmung des Rohrreibungskoeffizienten Schätzwert für Start der Iteration oder manuelle Berechnung

9 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.9 SoSe 2015 Formel nach Colebrook-White statt des Moody-Diagramms Für das vorliegende Beispiel: lambda=(-2*LOG((2,51/(Re*(WENN(lambda=0;0,03;lambda))^0,5))+(epsilon/(3,71*D_2))))^-2 lambda =f(Re,  /d)Re=c*D/nue,  /d = relative Wandrauhigkeit Somit steht lambda auf beiden Seiten der Gleichung => Iteration (Schätzung) ist notwendig!

10 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.10 SoSe 2015 Iteration unter Excel Bedienungshinweise: - Die Problematik einer Funktion mit einer Variablen links und rechts vom Gleichheitszeichen (c=f(c, D,h,etc.)) wird unter Excel Zirkelbezug genannt. - Unter Datei/Optionen/Formeln muss „Iterative Berechnung“ aktiviert sein. - Häufig ist es sinnvoll, beim Eintragen von Werten oder ändern von Formeln die Berechnung auf „Manuell“ zu stellen, um erst mit F9 eine neue Berechnung auszulösen.

11 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.11 SoSe 2015 siehe: stroetechI_prakt3_1_D_stromfadentheorie_exemplarische_auslegung_verluste_081013lueckentext

12 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.12 SoSe 2015 siehe: stroetechI_prakt3_1_D_stromfadentheorie_exemplarische_auslegung_verluste_081013lueckentext Iteration alleine

13 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.13 SoSe 2015 stroetechI_prakt3_1_D_stromfadentheorie_exemplarische_auslegung_verluste_081013lueckentext grüne Linien: Betriebspunkt in Hersteller-Prospekt eintragen

14 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.14 SoSe 2015 x-Achse  V_pkt y-Achse  dp (Druckdifferenz), Y (spezifische Stutzenarbeit), H (Förderhöhe) Kennfeld einer Strömungsmaschine: Darstellung im x/y Diagramm

15 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.15 SoSe 2015 Ähnlichkeitstheorie –Vorgehensweise- Addition von branchenabhängigen Skalierungsfaktoren a) b) c) d) Steckt die Re-Zahl hinter. Soll hier erst einmal vernachlässigt werden!

16 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.16 SoSe 2015 Ähnlichkeitstheorie -Dimensionslose Darstellung-

17 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.17 SoSe 2015 Aufgabe 2: Wie lässt sich mit der effizienteren Schaufelform bei einem Radialventilator Energie sparen? Vergleich: Trommelläufer mit vorwärtsgekrümmten Schaufeln  ineffizient=schlecht Laufrad mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln  effizient=gut

18 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.18 SoSe 2015 Radialventilatoren - Schaufelformen - vorwärts gekrümmt Drehrichtung radial endend gerade Drehrichtung rückwärts gekrümmt Drehrichtung

19 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.19 SoSe 2015 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel Umsetzung des Diagramms nach EXCEL:

20 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.20 SoSe 2015 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

21 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.21 SoSe 2015 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

22 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.22 SoSe 2015 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

23 Frank Kameier - Strömungstechnik II PEU Folie PR1/Nr.23 SoSe 2015


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