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Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.1 WS13/14 Strömungstechnik I, 3. Termin Rohrreibungsberechnung.

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Präsentation zum Thema: "Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.1 WS13/14 Strömungstechnik I, 3. Termin Rohrreibungsberechnung."—  Präsentation transkript:

1 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.1 WS13/14 Strömungstechnik I, 3. 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.2 WS13/14 1-dimensionale Stromfadentheorie - Excelübung Bernoulli´sche Gleichung mit Verlusten Excel mit Namen Iteration unter Excel Ausfüllen eines Lückentexts

3 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.3 WS13/14 Bernoulli´sche Gleichung unter Berücksichtigung von Verlusten Ventilator Reibung Einbauten Absaugung aus einem Raum Ventilator siehe: exemplarische_auslegung_verluste xlsx

4 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.4 WS13/14 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.5 WS13/14 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.6 WS13/14 Druckverlustzahlen von Rohrleitungsteilen, aus Schade/Kunz (2013) hier: Einströmung scharfkantig =0,5 unstetige Querschnittsänderung =0,6 Krümmer =0,2 (Geschwindigkeit jeweils hinter der Einbaustelle) sowie Rohrreibung

7 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.7 WS13/14 Druckverlustzahlen von Rohrleitungsteilen, aus Schade/Kunz (2013) hier: =0,20 (Geschwindigkeit jeweils hinter der Einbaustelle)

8 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.8 WS13/14 Quelle: Schade/Kunz 2013 Moody-Diagramm zur Bestimmung des Rohrreibungskoeffizienten Schätzwert für Start der Iteration oder manuelle Berechnung

9 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.9 WS13/14 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.10 WS13/14 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.11 WS13/14 siehe: stroetechI_prakt3_1_D_stromfadentheorie_exemplarische_auslegung_verluste_081013lueckentext

12 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.12 WS13/14 siehe: stroetechI_prakt3_1_D_stromfadentheorie_exemplarische_auslegung_verluste_081013lueckentext Iteration alleine

13 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.13 WS13/14 stroetechI_prakt3_1_D_stromfadentheorie_exemplarische_auslegung_verluste_081013lueckentext grüne Linien: Betriebspunkt in Hersteller-Prospekt eintragen

14 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.14 WS13/14 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.15 WS13/14 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.16 WS13/14 Ähnlichkeitstheorie -Dimensionslose Darstellung-

17 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.17 WS13/14 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 I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.18 WS13/14 Radialventilatoren - Schaufelformen - vorwärts gekrümmt Drehrichtung radial endend gerade Drehrichtung rückwärts gekrümmt Drehrichtung

19 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.19 WS13/14 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel Umsetzung des Diagramms nach EXCEL:

20 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.20 WS13/14 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

21 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.21 WS13/14 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

22 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.22 WS13/14 Drosselkennlinien bei konstantem Eintritts- und unterschiedlichem Austrittswinkel

23 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie PR3/ Nr.23 WS13/14


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