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Pumpen-Rohrleitungssysteme

CFD-Simulation gegen pulsierende Fluids

| Redakteur: Florian Stocker

Der Pumpenhersteller Lewa präsentierte auf der Achema einen komplexen Prüfstand zur Validierung der Simulationsergebnisse des neu entwickelten hauseigenen Software-Moduls. Das Unternehmen zeigte eine technische Animation, die die Synchronisation von drei Triplex Prozess-Membranpumpen in verschiedenen Betriebszuständen visualisiert, um die Pulsation des geförderten Fluids nachhaltig zu reduzieren.

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In jüngster Zeit hat Lewa intensiv verschiedene Reibungsmodelle untersucht, die in der eindimensionalen CFD-Software genutzt werden. Um einen Gradmesser dafür zu haben, wie gut die numerische Vorhersage des jeweiligen Berechnungsmodells ist, wurde ein komplexer Pulsationsprüfstand installiert.
In jüngster Zeit hat Lewa intensiv verschiedene Reibungsmodelle untersucht, die in der eindimensionalen CFD-Software genutzt werden. Um einen Gradmesser dafür zu haben, wie gut die numerische Vorhersage des jeweiligen Berechnungsmodells ist, wurde ein komplexer Pulsationsprüfstand installiert.
(Bild: Lewa)

Wechselwirkungen mit den angeschlossenen Rohrleitungen und Anlagenteilen sind speziell bei oszillierenden Verdrängerpumpen zu beachten. Besonders wenn große Pumpen mit hoher hydraulischer Leistung zum Einsatz kommen, müssen die Konstrukteure bereits im Vorfeld sicherstellen, dass der gesamte Anlagenaufbau aufeinander abgestimmt ist. Mithilfe von Pulsationsstudien will Lewa schon bei der Planung dafür sorgen, dass das Gesamtsystem später zuverlässig und sicher arbeitet.

Die Komplexität der Anlage wird dabei ebenso berücksichtigt wie die Kinematik, die Zylinderzahl der Pumpe und der Hubfrequenzbereich. Auch die Eigenschaften des Fluids wie Viskosität, Kompressibilität, Dampfdruck und Schallgeschwindigkeit spielen eine wichtige Rolle bei der Auslegung. Die Analyse im Planungsstadium erfolgt ausschließlich auf der Basis von Computersimulationen mit der Lewa-eigenen Software "Pump Design". Dabei werden im Detail die Druckpulsation und deren Frequenzspektrum untersucht, um bereits im Vorfeld mögliche Kavitation und Überlastung zu vermeiden.

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