Simulation rotierender Verdrängerpumpen vereinfachen

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Technische Universität Graz

Vernetzungsqualität im Bereich des Zahnradeingriffs hat große Bedeutung

Ähnlich gute Berechnungsergebnisse konnten auch für eine Miniaturzahnradpumpe erzielt werden, wobei anzumerken ist, dass der Vernetzungsqualität im Bereich des Zahnradeingriffs hier eine noch größere Bedeutung zukommt (Bild 6). Auch aus PIV-Messungen bekannte Saugkammer- und Druckkammerwirbel, die sich durch die kontinuierlich stattfindenden Ansaug- und Ausquetschvorgänge ergeben, lassen sich mithilfe der Immersed-Solid-Methode sehr gut reproduzieren (Bild 7).

Die Evaluierung der unter Anwendung der Immersed-Solid-Methode erarbeiteten CFD-Ergebnisse zeigte, dass die verwendete Methode ein geeignetes Werkzeug für die Berechnung von rotierenden Verdrängerpumpen darstellt. Unter Verwendung eines optimierten CFD-Set-ups konnten Ergebnisse für Differenzdruck, Massenstrom und Ungleichförmigkeitsgrad beziehungsweise Pulsationsstärke berechnet werden, die lediglich 5 % von den bei experimentellen Untersuchungen ermittelten Messergebnissen abweichen. Der einzige Nachteil der vorgestellten CFD-Methode scheint in der unzulänglichen Behandlung der Wände der Immersed-Solids zu liegen, welche zu einer Unterbewertung des viskosen Beitrags der auf die Immersed-Solids wirkenden Kräfte und Momente führt. Durch eine verbesserte Wandbehandlung in zukünftigen Versionen von Ansys-CFX sind auf diesem Gebiet jedoch entscheidende Verbesserungen zu erwarten.

* Dipl.-Ing. Jürgen Schiffer ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für hydraulische Strömungsmaschinen der TU Graz in 8010 Graz (Österreich).

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