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Kameier / Schönwald / Heinze Folie 1 - 19.04.2012 Professor Dr.-Ing. Frank Kameier Strömungsmaschinen – Ähnlichkeitstheorie.

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Präsentation zum Thema: "Kameier / Schönwald / Heinze Folie 1 - 19.04.2012 Professor Dr.-Ing. Frank Kameier Strömungsmaschinen – Ähnlichkeitstheorie."—  Präsentation transkript:

1 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Professor Dr.-Ing. Frank Kameier Strömungsmaschinen – Ähnlichkeitstheorie Rohrreibungsberechnung 1-D /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/

2 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Welche Möglichkeiten der Darstellung bieten sich an, um eine Strömungsmaschine zu charakterisieren? Strömungsmaschinen

3 Kameier / Schönwald / Heinze Folie x-Achse V_pkt y-Achse dp (Druckdifferenz), Y (spezifische Stutzenarbeit), H (Förderhöhe) Messung Berechnung mittels Bernoulli-Gleichung Y/g Darstellung im x/y Diagramm

4 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Dimensionsbehaftetes Drosselkennfeld einer Kreiselpumpe

5 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Ähnlichkeitstheorie –Vorgehensweise- Addition von branchenabhängigen Skalierungsfaktoren a) b) c) d) Steckt die Re-Zahl hinter. Soll hier erst einmal vernachlässigt werden!

6 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Ähnlichkeitstheorie -Dimensionslose Darstellung-

7 Kameier / Schönwald / Heinze Folie dimensionale Stromfadentheorie - Excelübung Bernoulli-Gleichung mit Verlusten Excel mit Namen Iteration unter Excel

8 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Bernoulli Gleichung unter Berücksichtigung von Verlusten Pumpe/Verdichter (aus Kennlinie)

9 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Bernoulli Gleichung unter Berücksichtigung von Verlusten Lösungsstrategie: -Stromfaden von 1 nach 3 - p 1 =p 3, c 1 aus Konti - Druckverlust durch Einbau bei 2 - Druckverlust durch Reibung von 2 nach 3 bei konstanter Geschwindigkeit im Rohr (Konti-Gl. )

10 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Quelle: Schade/Kunz 2007 Moody-Diagramm zur Bestimmung des Rohrreibungskoeffizienten

11 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Druckverlustzahlen von Rohrleitungsteilen, aus Schade/Kunz (2007)

12 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Druckverlustzahlen von Rohrleitungsteilen, aus Schade/Kunz (2007) hier: =0,6 (Geschwindigkeit jeweils hinter der Einbaustelle) D 1 /D 2

13 Kameier / Schönwald / Heinze Folie Formel nach Colebrook-White statt des Moody-Diagramms Für das vorliegende Beispiel: c=((2*g*(H+L*SIN(alpha*PI()/180))/(1+lambda_s*L/d_3+zeta-(d_3/d_1)^4)))^0,5 lambda=f(Re) Re=c*D/nue Somit steht c auf beiden Seiten der Gleichung => Iteration (Schätzung) ist notwendig!

14 Kameier / Schönwald / Heinze Folie 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.


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