Praktikum Radialventilator/Staubsauger 1 Praktikum Radialventilator/Staubsauger

Klassifizierung von Strömungsmaschinen 2 Klassifizierung von Strömungsmaschinen strömende Fluide inkompressible Strömungen Ma < 0,3 In Luft c < 100 m/s In Wasser p < 100 bar, T < 50°C ∆ρ < 5% kompressible Strömungen Ma > 0,3 In Luft c > 100 m/s In Wasser p > 100 bar, T > 50°C ∆ρ > 5% hydraulische Strömungsmaschinen Staubsauger thermische Strömungsmaschinen Wasser- turbinen Pumpen Ventilatoren Windkraft- anlagen Hochdruck- verdichter Dampf- und Gasturbinen

Herstellerangaben 3 Hersteller von Radialventilatoren Quelle: www.wikipedia.de Hersteller von Staubsaugergebläsen Quelle: www.miele.de, www.vorwerk.de, www.dyson.de

Prüfstände für Strömungsmaschinen (DIN EN 5801) -Erklärung- 4 Prüfstände für Strömungsmaschinen (DIN EN 5801) -Erklärung- einheitliche und nachvollziehbare Vermessung von Ventilatoren bei verschiedenen Einbauzuständen ist möglich Kenngrößen: Totaldruckerhöhung, Volumenstrom, Leistung, Wirkungsgrad ErP (Energy Related Products) Richtlinie fordert innerhalb der EU hohe Mindesteffizienzwerte für Ventilatoren (1 Stufe ab 2013; 2 Stufe ab 2015) Vergleichbarkeit möglich! Wirkungsgradwolke aktueller Ventilatoren am Bestpunkt mit eingezeichneten ErP Grenzwerten ab 2013 / 2015

Druckseitiger Kammerprüfstand 5 Druckseitiger Kammerprüfstand Quelle: DIN EN 24163

Stromlinienkrümmung - radiale Druckgleichung 6 Stromlinienkrümmung - radiale Druckgleichung Wiederholung: Mit steigender Krümmung steigt auch der Druckunterschied in radialer Richtung! R= Krümmungsradius r= Laufvariable R r prinzip.AVI Quelle: WDR, Quarks, 6/1999, http://www.quarks.de/fliegen2/00.htm

CFD - Simulation zur Strömungssichtbarmachung (Auswertung) Messverfahren für Strömungsmaschinen – Prüfstände 7 CFD - Simulation zur Strömungssichtbarmachung (Auswertung) Druckseitiger Kammerprüfstand große Wirbelgebiete gleicher (niedriger) Geschwindigkeit statische Druckbohrungen an der Kammeraußenwand sind repräsentativ c < 1 m/s dadurch wird der Druckunterschied in radialer Richtung vernachlässigbar klein

CFD - Simulation zur Strömungssichtbarmachung (Auswertung) Messverfahren für Strömungsmaschinen – Prüfstände 8 CFD - Simulation zur Strömungssichtbarmachung (Auswertung) Saugseitiger Kammerprüfstand Kanalisierung der Hauptströmung Außenwirbel sehr langsam statische Druckbohrungen an der Kammeraußenwand sind repräsentativ caußen < 1 m/s der Druckunterschied in radialer Richtung wird vernachlässigbar klein RKernströmung  ∞ der Druckunterschied in radialer Richtung wird vernachlässigbar klein

druckseitiger Kammerprüfstand der FH Düsseldorf 9 druckseitiger Kammerprüfstand der FH Düsseldorf Eintritt Austritt

benötigte Messgrößen t_e Eintritts- bzw. Außentemperatur in Kelvin t_a 10 benötigte Messgrößen t_e Eintritts- bzw. Außentemperatur in Kelvin t_a Temperatur in der Leitstufe in Kelvin dp_kammer Kammerüberdruck in Pascal dp_duese Einlaufdüsendifferenzdruck in Pascal zur Volumenstrombestimmung P_motor benötigte elektrische Leistung des Gebläses in Watt n Drehzahl des Gebläses in U/min

11 Los geht’s!