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Kavitationsprüfstand

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Romuald Skoda, Dr.-Ing. Maximilian Paßmann

Der Prüfstand dient der Untersuchung von Kavitationsphänomenen, insbesondere dem Einfluss des gelösten Gasgehaltes auf die Strömungskavitation. Der Prüfstand kann in einem breiten Reynoldszahlenbereich betrieben werden und ist mit einer variablen Messtrecke von insgesamt 1,5 m ausgestattet. Weiter zu variierende Parameter sind neben der Geometrie der Messtrecke z.B.: Rauhigkeit, Zu- und Abströmdruck, gelöster Luftgehalt der Zuströmung (über Druck- und Temperatur der Sättigungsbehälters sowie Bypassleitung), freier Luftgehalt (über Lufteingasung), Druck- und Temperaturniveau vor der Messtrecke.

Der Kavitationsprüfstand (siehe Abbildung 1) soll zur Untersuchung des Lufteinflusses auf die Strömungskavitation genutzt werden. In einem Vorlagebehälter (Behälter 1) kann die Sättigung von Wasser mit einem Gas (synthetische Luft) über einen Gasanschluss erreicht werden. Dies geschieht druckgesteuert und durch Zirkulation des Wassers durch eine Bypassleitung. Der zweite Behälter (Behälter 2) dient zum Auffangen der Flüssigkeit. In diesem kann zusätzlich mit Hilfe einer Vakuumpumpe ein Unterdruck erzeugt werden. Bei Herabsetzen des Drucks wird die Druckdifferenz über die Messstrecke erhöht und eine Ausgasung durch die Veränderung des Lösungsgleichgewichts des Wassers erreicht. Die Messstrecke befindet sich in einer Rohrleitung zwischen den beiden Behältern. Durch die Druckdifferenz zwischen den Behältern kommt es zu einer Strömung. Der modulare Aufbau der Messstrecke ermöglicht den Einbau von Blenden und Düsengeometrien. Um eine voll entwickelte Strömung auch bei geringen Reynoldszahlen erreichen zu können, wird eine Einlaufstrecke (ca. 4 m) vor der Messstrecke benötigt. Die Versuchsdurchführung findet im Batch-Betrieb statt um eine Veränderung des konditionieren Wassers im ersten Behälter zu vermeiden.


Untersuchungsschwerpunkte:
  • Untersuchungen hydrodynamischer Kavitationsphänomene insbesondere des Einflusses gelösten Gasgehaltes auf die kavitationsgetriebene Zwangsentgasung
  • Visualisierung und statische Auswertung des Kavitations- und Gasblasenvolumens
  • Messung von Druckabfallkurven an Blenden und Düsengeometrien

Technische Daten:


Eigene Veröffentlichungen zum Thema (Auswahl):

Limbach, P., Kowalski, K., Hussong, J. & Skoda, R. (2018). Numerical simulation of cloud cavitation in hydrofoil and orifice flows with analysis of viscous and non-viscous separation. ASME. J. Fluids Eng. 2018, 140(11):111102-111102-13. DOI: 10.1115/1.4040069

Kowalski K., Pollak S., Skoda R. & Hussong J. (2018). Experimental Study on Cavitation-Induced Air Release in Orifice Flows. ASME. J. Fluids Eng. 2018, 140(6):061201-061201-7. DOI: 10.1115/1.4038730
 


Abbildung 1: Schematischer Aufbau des Kavitationsprüfstands.
Abbildung 1: Schematischer Aufbau des Kavitationsprüfstands.
Abbildung 2: Aufbau des Kavitationsprüfstands im Labor.
Abbildung 2: Aufbau des Kavitationsprüfstands im Labor.