Physikalisch-technische Grundlagen / Fluide
Das zentrale Element der Hydraulik ist die Druckflüssigkeit. Druckflüssigkeiten sind in ihren Eigenschaften und Verhaltensweisen sehr vielfältig. Sowohl die Eigenschaften als auch das Verhalten stehen im Mittelpunkt
dieses Forschungsfeldes. Die Unter-suchungsmethoden sind dabei sehr vielfältig und werden oft aus der Physik,
der Analysetechnik oder der (Strömungs-) Messtechnik an die Besonderheiten fluid-mechatronischer Anwendungen
angepasst. Mit Analysemethoden wie z. B. einem Zug- und Scherversuch kann die Luftlöslichkeit von Fluiden untersucht werden. Sowohl in Experimenten als auch in numerischen Strömungssimulationen kann beispielsweise die Dampfkavitation und ihr Verhalten sowie die Intensität der daraus resultierenden Erosion bestimmt werden. Auch werden entsprechende Analyse- und Messverfahren sowie die Sensorik weiterentwickelt. Darüber hinaus stehen in einem Fluidlabor Analysegeräte wie z. B. Viskosimeter, Refraktometer, Messmikroskop, Temperierungsanlagen, Präzisionswaagen, Pyknometer, ein Sauerstoffsensor u. v. m. zur Verfügung.
Ausgewählte Projekte
Untersuchungsobjekte
- Kavitation und Kavitationserosion in typischen hydraulischen Strömungsgeometrien
- Dampfkavitation (Verdampfung / Kondensation) und Gaskavitation (De- und Absorption von Luft)
- Ermittlung von Stoffdaten und Kennwerten verschiedener Druckflüssigkeiten
- Partikeltransport über Dichtelemente
Hauptarbeitsfelder / Fragestellungen
- Analyse der Eigenschaften und des Verhaltens von Druckflüssigkeiten
- Grundlagenuntersuchungen zu Kavitation und Kavitationserosion
- Trennung und detaillierte Analyse von Dampf- und Gaskavitation
- Parametrierung, Validierung und Entwicklung numerischer Strömungsmodelle zur Kavitationsberechung und Erosionsvorhersage
- (Weiter-) Entwicklung von Messmethoden
Methoden
- Schlieren- und Schatten-Verfahren, Particle-Image-Velocimetry (PIV) und Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF)
- Zug- und Scherversuche zur Untersuchung des Absorptions- und Desorptionsverhaltens
- Kavitationsprüfstand mit austauschbaren Erosionsproben, Ölkonditionierung und Analysestrecken für den Volumengehalt freier Gase
- Kalibriereinrichtung für Volumenstromsensoren
- numerische Strömungsberechnungen (CFD)
Kavitation
- Parametrierung von Kavitationsmodellen für die gezielte Betriebsbereichserweiterung ölhydraulischer Komponenten und Systeme
- Betriebsbereichserweiterung von HFC-Komponenten, weiterlesen ...
- Förderverhalten und Energienutzungsgrad von Dosierpumpen für KFZ, weiterlesen ...
- Kavitationsgeräusch und -Verschleiss in ölhydraulischen Komponenten, weiterlesen ...
- Kavitation und Kavitationserosion in Sitzventilen, weiterlesen ...
- Kavitationserosion verschiedener Druckflüssigkeiten und deren Mischungskomponenten, weiterlesen ...
Fluideigenschaften
- Luftlösung und Luftausscheidung in Flüssigkeiten, weiterlesen ...
Messtechnik
- Entwicklung eines Ultraschall-Multi-Funktionsdurchflussmessers für Hydraulikanwendungen, weiterlesen ...
Schmutzeinzugsverhalten
- Analyse der Abstreifwirkung von Dichtelementen, weiterlesen ...