Thermo-energetische Beschreibung fluidtechnischer Systeme in Werkzeugmaschinen
Aufgabe/Zielsetzung
In Werkzeugmaschinen kommt eine Vielzahl fluidtechnischer Systeme zum Einsatz, welche neben Antriebsaufgaben für Vorschubbewegungen und die Werkzeugspannung vor allem die Funktion der Temperierung erfüllen. Die zunehmende Komplexität und Leistungsfähigkeit dieser Systeme in Verbindung mit einem erhöhten Einsatz von Hilfsenergie führt dabei zu einem thermisch-energetischen Optimierungsproblem, welches angesichts fehlender Grundsatzuntersuchungen und Auslegungswerkzeuge heute nicht zufriedenstellend gelöst werden kann.
Das Ziel ist deshalb die Aufklärung der thermischen und energetischen Wirkzusammenhänge in fluidtechnischen Systemen, wobei die Betrachtungsgrenze durch die umgebende Bauteilwandung und die Austrittsebene des Fluides in die Umgebung definiert ist.
Lösungsweg
Der Lösungsansatz besteht in der Analyse fluidtechnischer Systeme anhand von Prüfstandsmessungen und begleitenden numerischen Strömungsberechnungen. Die Parameterextraktion aus Messdaten in Verbindung mit CFD-Simulationen liefert wichtige Modellkennwerte für die thermo-energetische Komponentenabbildung in Netzwerkmodellen.
Das Ergebnis sind netzwerkbasierte Simulationsmodelle, welche die Energieaustauschvorgänge beschreiben. Sie bilden die Modellierungs- und Berechnungsgrundlage für eine wissenschaftlich begründete Auslegung speziell mit dem Schwerpunkt eines optimalen thermischen Verhaltens bei minimalem Hilfsenergieeinsatz.
Zielsetzung der 2. Projektphase im Teilprojekt A04 „Thermofluidtechnik“ des SFB/TR 96
Die präsentierten Forschungsarbeiten erfolgten innerhalb des Projektes SFB/Transregio 96 "Thermoenergetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen" innerhalb des Teilprojektes A04 „Thermofluidtechnik“. Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung.
Gefördert durch:
