Kavitationsgeräusch und -Verschleiss in ölhydraulischen Komponenten
Aufgabe/Zielsetzung
Vergleich einer mit PIV / LIF / Shadowgraphie vermessenen, kavitierenden Ventilströmung mit LES und Kavitationsmodell
Um Kavitationsmodelle in CFD-Codes zu validieren und weiterentwickeln zu können, wurde die hinter der Steuerkante von Schieberventilen stattfindende Kavitation in einer Ölströmung untersucht.
Dazu wurde die Messverfahren Particle Image Velocimetry (PIV), Laser Induced Fluorescence (LIF) und Schattenauf-nahmen (Shadowgraphie) kombiniert. Damit konnten die Geschwindigkeitsfelder der Strömung in der Ventilkammer bei Kavitation vermessen werden. Gleichzeitig konnten Messwerte von Strömungsgeschwindigkeiten und visualisierte Blasenbildung direkt mit Ergebnissen aus numerischen Simulationen verglichen werden.
Lösungsweg
Vergleich zwischen numerischer Simulation und PIV-Messung des Geschwindigkeitsfeldes bei Strömung ohne Kavitation
Die Vermessung des Strömungsfeldes bei Kavitation erfolgt mit einem eigens entwi-ckelten Prüfstand und einem Ventilmodell mit skaliertem, rechteckigem Strömungsquerschnitt. Dieser gewährt hervorragenden optischen und sensorischen Zugang zur Strömung.
Damit werden detaillierte Informationen zur Grundströmung des Öls, der Dampf- und Gasblasenbewegung sowie zum Flüssigkeitsschall zugänglich. Mit einem selbstentwickelten Piezoelektrischen Druckmessarray und Mikrofonmessungen soll im Weiteren die Schallentstehung und Schallübertragung analysiert werden.
Die präsentierten Forschungsarbeiten erfolgten innerhalb des Projektes "Experimentelle und numerische Bestimmung der Geräuschabstrahlung einer Ventilsteuerkante" (Förderkennzeichen He2715/13-1). Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung.
Gefördert durch:
