Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente ...

Transiente Strömungsvorgänge in Rohrleitungen
Visualisierung und Berechnung von Kavitation in Rohrleitungssystemen hinter
schnellschließenden Regelklappen
Dip1.-lng. A. Dudlik, Dr.-ing. S. Schluter
Institut für Umweit-, Sicherheits- und Energietechnik e. V. (UMSICHi), Oberhausen
Dr. H.-M. Prasser
Fofschungszenttrum Rossendorf, Rossendorf bei Dresden
Das in diesem Beitrag vorgestellte Vorhaben wird vom BMBF unter dem Kennzei-
chen OIZF9505/4 gefördert. Projekfpattner sind das Institut für Umwelt-, Sicherheits-
und Energietechnik e. V. (UMSICHT), Oberhausen, und das Institut für Sicherheits-
forschung im Forschungszentrum Rossendorf e. V. (FZR), Rossendorf bei Dresden.
1. Einleitung
Hervorgerufen durch pliXzliche Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit treten in
Rohrleitungssystemen Druckwellen (,,DruckstÖßeu) auf, die wesentlich höher sein
können als die im stationären Betrieb vorliegenden Fluiddrücke. Diese sich mit hoher
Geschwindigkeit von etwa 900-1 500 m/s längs der Rohrieitung ausbreitenden Druckwellen
entstehen hauptsächlich durch schnell ausgeführte Regelungs- und Stelleingriffe
oder durch Störungen des bestimmungsgemäßen Betriebs [I -61:
Anfahren, Abschalten und Ausfall von Pumpen/Kompressoren,
Offnungs- und Schließvorgänge an Armaturen,
* schnelle Druckentlastung von Behältern,
Rohrieitungsbruch bzw. Ftanschabrii3.
Im Rahmen eines BMBF-geforderten Vorhabens werden experimentelle Untersu-
chungen an zwei ca. 225 m langen, mit Hoch- und Tiefpunkten ausgestatteten Rohr-
leitungsschleifen der Nennweiten DN50 und DNlOO durchgeführt. Die untersuchten
Strfimungsgeschwindigkeiten betragen 0,5 bis 5,U mls, wobei unterschiedliche Yer-
suchsffuide zum Einsatz kommen. Wahrend der Versuche werden Druckspitzen bis
80 bar, Dampfanteife und lokale Kraftspitren bis zu 80 kN in hoher zeitlicher Auflö-
sung vermessen. Das Versuchsprogramm umfa0t:
* Vermessung von Kavitaiiunserscheinungen (.Kavitationscchlägeu) beim Öff-
nen und Schließen von Stell-, Regel- und _Sicherlieitmaturen,
* Einstr6men kompressibler und inkompressibler Medien in leere und ZeilgefOttte
Rohrleitungen bsi unterschiedlichen Antnabsd&cken bis 40 bar,