RekuVent: Rekuperatives Schraubenspindel-Regelventil

Projektlaufzeit: 2018-2020
Fördergeber: EFRE.NRW

Schraubenspindelpumpen (SSp-Pumpen) werden zur Förderung von Flüssigkeiten und Gasen u.a. in energietechnischen, verfahrenstechnischen und chemischen Prozessen eingesetzt und zeichnen sich aufgrund ihrer speziellen konstruktiven Merkmale dadurch aus, dass z.B. auch hochviskose und mehrphasige Fluide sicher und effizient gefördert werden können. In Kooperation mit dem Projektpartner Klaus Union GmbH und Co KG soll die SSp-Technologie durch eine Umkehr des SSp-Pumpen-Wirkprinzips zu einem energierückgewinnenden SSp-Motor weiterentwickelt werden. Erklärtes Ziel des Vorhabens ist es zu demonstrieren, dass die resultierenden Aggregate effektiv als rekuperativ wirkende Regelventile eingesetzt werden können, mit denen die Energie des einzudrosselnden Förderstroms nicht wie in konventionellen Drossel- und Regelarmaturen irreversibel in Wärme umgewandelt, sondern zu großen Teilen rückgewonnen wird.

Zentraler Bestandteil des Projektes ist die Entwicklung eines neuen 3D-CFD-Berechnungsverfahres für SSp-Aggregate basierend auf der Overset-Grid-Technologie. Hier werden starr um den Rotor mitdrehende Rechengitter und konservative Interpolationsalgorithmen zur Interpolation auf das hinterlegte Statorgitter verwendet, wodurch eine einfache und effiziente Gittergenerierung trotz der komplexen Geometrie und Kinematik der SSP-Aggregate ermöglicht wird. Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens liegt in der Weiterentwicklung von Berechnungsmodellen für die realitätsnahe Beschreibung komplexer Fluide und deren Fließverhalten. Dabei geht es um die geeignete Verknüpfung von Modellansätzen für Flüssig-Gasgemische, Kavitation und Rheologie und deren Implementierung in das neue Berechnungsverfahren.

Die durch die neue Berechnungsmethode gewonnene Einblicke in die komplexe Strömung der SSp-Aggregate sollen nicht nur zur Realisierung von effizienten SSp-Motoren genutzt werden, sondern auch um den Wirkungsgrad der zugrundeliegenden SSp-Pumpen für den konventionellen Pumpbetrieb zu erhöhen.
Dieses Projekt wird mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Ansprechpartner: Ali Hassan Nejad Moghaddam