Theoretische Und Experimentelle Untersuchungen an Dreidimensionalen Wirbelströmungen Für Industrielle Absauganlagen

ISBN-13: 9783540574101 / Niemiecki / Miękka / 1993 / 141 str.

Wolf Jurgen Denner

Opis

Die vorllegende Arbeit entstand wOhrend melner TOtlgkelt als wissen schaftlicher Mltarbelter am Fraunhofer-Instltut fOr Produktlonstechnik und Automatislerung (iPAL Stuttgart. Meln besonderer Dank gilt dem Leiter des Instituts, Herrn Professor Dr. -Ing. H. -J. Warnecke, fOr seine groBzOgige UnterstOtzung und Forde rung, die entscheldend zur erfolgrelchen DurchfOhrung dieser Arbelt beigetragen haben. Herrn Professor Dr. -Ing. H. Bach danke ich fOr die Obernahme des Mitbe richtes, fOr die elngehende Durchslcht und fOr die wertvollen Hlnwelse, die sich daraus ergaben, Aus dem groBen Kreis der Kollegen am Institut. die mlch durch ihre Mitarbeit und anregende Krltik unterstutzt haben, mochte ich die Her ren Dr. -Ing E. Degenhart. Dr. -Ing. M. Schweizer. Prof. Dr. -Ing. R. -D. Schraft sowie Herrn V. Kniep und Herrn G. Breltschwerdt besonders er wOhnen. Nicht zuletzt sei auch Frau M. G. HOnig fOr das Schrelben der Arbeit her zilch gedankt. Friedrichshafen, Mal 1993 Wolf-Jurgen Denner I nhalts ver zelchnls Selte Elnleltung 14 1. 1 Industrlelle Schadstoffabsaugung 14 1. 2 Zieisetzung und Vorgehenswelse 16 Stand der Absaugtechnlk 2 17 2. 1 Erfassung der Schadstoffe 17 2. 2 Das Geschwlndlgkeltsfeld von frelen SaugOffnungen 18 und Saughauben 3 Wlrbelbehaftete StrOmungen 22 3. 1 Der ebene Wirbel 22 3. 2 Axialsymmetrtsche Wlrbelstrbmungen 24 3. 2. 1 Tornadosimulatoren 24 3. 2. 2 Geometrlsche und dynamlsche Ahnlichkelt 26 3. 2. 3 Numerische Simulationsverfahren 28 3. 2. 4 Theoretische und experimentelle Ergebnisse der 29 Tornadosimulatlon 3. 2. 4. 1 Die Wlrbelentstehung 29 3. 2. 4."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Industrielle Schadstoffabsaugung.- 1.2 Zielsetzung und vorgehensweise.- 2 Stand der Absaugtechnik.- 2.1 Erfassung der Schadstoffe.- 2.2 Das Geschwindigkeitsfeld von freien Saugöffnungen und Saughauben.- 3 Wirbelbehaftete Strömungen.- 3.1 Der ebene Wirbel.- 3.2 Axialsymmetrische Wirbelströmungen.- 3.2.1 Tornadosimulatoren.- 3.2.2 Geometrische und dynamische Ähnlichkeit.- 3.2.3 Numerische Simulationsverfahren.- 3.2.4 Theoretische und experimentelle Ergebnisse der Tornadosimulation.- 3.2.4.1 Die Wirbelentstehung.- 3.2.4.2 Das Strömungsfeld.- 3.2.4.3 Die Druckverteilung im Wirbelfeld.- 3.2.4.4 Einfluß der Reynolds-Zahl.- 3.2.4.5 Einfluß der Drallzahl.- 4 Konzept einer industriellen Saughaube mit Wirbelströmung.- 4.1 Anforderungen.- 4.2 Konzeption der Saughaube.- 5 Numerische Simulation des Strömungsfeldes.- 5.1 Mathematisch-physikalisches Modell.- 5.2 Das Berechnungsverfahren.- 5.3 Das Simulationsmodell.- 5.3.1 Form und Abmessungen.- 5.3.2 Anfangs- und Randbedingungen.- 5.4 Computergestützte Simulation.- 5.4.1 Variation der Parameter.- 5.4.2 Das Strömungsfeld.- 5.5 Optimierung des Simulationsmodells.- 6 Experimentelle Untersuchungen.- 6.1 Planung und Durchführung der Arbeiten.- 6.2 Experimentelle Voruntersuchungen an einem Wassermodell.- 6.2.1 Experimenteller Aufbau.- 6.2.1.1 Aufbau und Funktion des Wirbelgenerators.- 6.2.1.2 Versuchsaufbau.- 6.2.1.3 Aufbau und Funktion der Meßeinrichtung.- 6.2.1.4 Messung.- 6.3 Versuchsergebnisse.- 6.3.1 Kinematographische Untersuchungen.- 6.3.2 Ergebnisse der LDA-Messungen.- 6.3.2.1 Überlagerung der Saug-und Wirbelströmung.- 6.3.2.2 Vergleichende Untersuchungen an verschiedenen Konfigurationen.- 6.3.2.3 Abschätzung der Kennzahlen.- 6.3.2.4 Bewertung der Ergebnisse.- 7 Experimentelle Untersuchungen an einer Saughaube.- 7.1 Experimenteller Aufbau.- 7.1.1 Aufbau und Funktion der Saughaube.- 7.1.2 Versuchsanordnung.- 7.2 Aufbau und Funktion der Meßeinrichtungen.- 7.2.1 LDA-Meßaufbau.- 7.2.2 Holographische Versuchsanordnung.- 7.2.2.1 Meßaufbau.- 7.2.2.2 Auswertung der Hologramme.- 7.3 Versuchsergebnisse.- 7.3.1 Optimierung der Versuchsanordnung.- 7.3.2 Kinematographische Untersuchungen.- 7.3.2.1 Entwicklung des Wirbelfeldes.- 7.3.2.2 Struktur des Wirbelkerns.- 7.3.3 Ergebnisse der LDA-Messungen.- 7.3.3.1 Einfluß der Wirbelfluktuation auf die Meßergebnisse.- 7.3.3.2 Die Geschwindigkeitsverteilung im Wirbelfeld.- 7.3.3.3 Abschätzung der Kennzahlen.- 7.3.4 Messungen der Druckverteilung im Wirbelkern.- 8 Bewertung und Vergleich der Ergebnisse.- 8.1 Bewertung der Ergebnisse.- 8.2 Vergleich mit konventionellen Saughauben.- 9 Zusammenfassung.