Ihr professioneller Dienstleister für Strömungssimulationen
Van Oord ist ein weltweiter Anbieter von Wasserbau- und Ausbaggerungs-
arbeiten. Bei diesen Arbeiten wird eine große Flotte von Baggerschiffen einge-
setzt. Beim Bau derartiger Schiffe gibt es eine stetige Diskussion zwischen
den Entwicklern der Schiffe und den Entwicklern der Komponenten, die für die
Baggerarbeiten benötigt werden. Um das Schiffsvolumen optimal zu nutzen,
werden aus strömungs-mechanischer Sicht einige Komponenten, weniger
vorteilhaft ausgelegt.
Ein konkretes Beispiel hierfür sind die Leitungs- und Pumpsysteme an Bord
des Schiffes. Um den Widerstand in Rohrströmungen zu minimieren, müssen
Krümmer und Anschlüsse bestimmte geometrische Anforderungen erfüllen.
Aus diesem Grund sollte die Strömung nach einem Krümmer immer über eine
gewisse gerade Rohrlänge beruhigt werden, sodass sich die Geschwindigkeit
über dem Rohrquerschnitt wieder homogenisieren kann. In der Praxis bieten
die Schiffe dafür zu wenig Platz, sodass zu enge Krümmungsradien eingesetzt
oder Pumpen zu nahe am Auslass der Krümmer installiert werden.
FlowMotion hat im Auftrag von
Van Oord die Zuströmung zu
den verschiedenen Radial-
pumpen des Schiffes ana-
lysiert. Grund für diese Ana-
lyse waren starke Vibrationen
der Radialpumpen, welche zu einer drastisch reduzierten Lebensdauer
führten. Es wurde vermutet, dass die stromaufwärts liegenden
Krümmer ein unsymmetrisches Geschwindigkeitsprofil am Eintritt der
Pumpe erzeugen, welches zu Kavitation (Verdampfen von Wasser auf
Grund von sehr niedrigem statischen Druck) an den Schaufel der
Pumpe führt.
Es wurden verschiedene Rohr- und Krümmer-konfigurationen, die in
den Schiffen der Flotte vorkommen, untersucht. Auf Grund der
schwierigen Zugänglichkeit für Geschwindigkeitsmessverfahren wurden
Strömungs-Simulationen (Computational Fluid Dynamics CFD)
eingesetzt. Die Analysen zeigen, dass Krümmer sich sehr nachteilig auf
das Geschwindigkeitsprofil vor den Pumpen auswirken. Der Einfluss
dieses Profils auf die Kennlinie der Pumpe und auf das
Kavitationsverhalten werden noch weiter untersucht.
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Ingenieurbüro für
Wärme- und Strömungstechnik
Ab durch die Mitte
Ursachen von Pulsationen in Rohrleitungen
von Baggerschiffen
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