Simulationsgestützte thermische Analyse der Spaltströmungen in einer Axialkolbenpumpe zur Verbesserung ihres Schmier- und Leckageverhaltens
Aufgabe/Zielsetzung
Präparierung der Steuerplatte mit 26 Thermoelemente und 5 Spaltsensoren
Die Spaltströmung sowie deren Interaktion mit den umgebenden Bauteilen werden für den Spalt zwischen Zylindertrommel und Steuerspiegel gemessen, berechnet und analysiert. Im Fokus steht dabei die Temperaturverteilung im Spalt, welche sich unmittelbar auf die Fluidviskosität und somit auf Reibung und Leckage auswirkt.
Darüber hinaus wird ein FSI-Modell entwickelt, um konstruktive und betriebsstrategische Maßnahmen zur gezielten Beeinflussung des Temperaturfeldes und somit der Viskosität im Spalt abzuleiten.
Lösungsweg
Abhängigkeit der Temperaturfelder von dem Druck und der Drehzahlen
Die Analyse aller gemessenen Drücke und Drehzahlen ergab zum derzeitigen Projektstand, dass der Schwenkwinkel einen verschwindend kleinen Einfluss auf die Temperaturen der Steuerspiegel-oberfläche hat. Hingegen hängt die gemessene Temperaturverteilung stark von der Drehzahl und vom Druck ab. Anschließend werden die experimentellen Messergebnisse zur Validierung der zuentwickelnden FSI-Modelle genutzt.
Das IGF-Vorhaben 18975 BR/1 der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Maschinenbau e. V. – FKM, Lyoner Straße 18, 60528 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschafts-forschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.