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Analyse von Pulsationen in der Rohrleistung von Baggerschiffen (CFD Berechnung)
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Bei Wasserbau- und Ausbaggerungsarbeiten werden große Baggerschiffen eingesetzt. 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 strömungsmechanischer 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 die Zuströmung zu den verschiedenen Radialpumpen des Schiffes analysiert. Grund für diese Analyse 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 niedrigen statischen Drücken) an den Schaufel der Pumpe führt.
Es wurden verschiedene Rohr- und Krümmerkonfigurationen, 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 zeigten, 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 wurrden noch weiter untersucht.
Bei Wasserbau- und Ausbaggerungsarbeiten werden große Baggerschiffen eingesetzt. 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 strömungsmechanischer 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 die Zuströmung zu den verschiedenen Radialpumpen des Schiffes analysiert. Grund für diese Analyse 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 niedrigen statischen Drücken) an den Schaufel der Pumpe führt.
Es wurden verschiedene Rohr- und Krümmerkonfigurationen, 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 zeigten, 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 wurrden noch weiter untersucht.
Bei Wasserbau- und Ausbaggerungsarbeiten werden große Baggerschiffen eingesetzt. 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 strömungsmechanischer 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 die Zuströmung zu den verschiedenen Radialpumpen des Schiffes analysiert. Grund für diese Analyse 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 niedrigen statischen Drücken) an den Schaufel der Pumpe führt.
Es wurden verschiedene Rohr- und Krümmerkonfigurationen, 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 zeigten, 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 wurrden noch weiter untersucht.








