Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente ...

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Ermittlung dynamischer Lagerlasten beim Auftreten von Druckstößen, Kavita- tionsschlägen und oszillierenden Strömungen (Gas/Flüssigkeitspfropfen). Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen werden mit am Markt erhältlichen Programmen zur Simulation transienter Strömungsvorgänge in Rohrleitungs- Systemen verglichen (FLOWMASTER, SI R-3S, FLUSTRIN, WANDA, PIPENET, INROS, MONA). In Zusammenarbeit mit Softwareentwicklern, Rohrleitungsplanern, Armaturen- und Pumpenherstellern und Anlagenbetreibern werden Aussagen zur Genauigkeit der einzelnen Programme und der hierfür erforderlichen Modelltiefe getroffen. Insbesondere werden die Aussagegenauigkeit der implementierten Kavitationsmodelle und die Notwendigkeit einer Berücksichtigung von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen für die Planung und den Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen geprüft. 2. Theoretische Arbeiten In Tabelle1 sind die bei UMSICHT installierten Programme zur Berechnung statio- närer und instationärer Strömungen in Rohrleitungen vergleichend aufgeführt. Mit Ausnahme des Rechencodes FLUSTRIN werden Strömungszustände eindimen- sional (in axialer Richtung) berechnet. Diese Methode ist vor allem bei verzweigten Systemen aufgrund der weitaus längeren Rechenzeit bei mehrdimensionaler Be- trachtung vorzuziehen. FLUSTRIN erfaßt den gegenseitigen Einfluß von Rohrleitungsgeometrie, -material und der Druckwellenausbreitung in der Flüssigkeit (sog. Fluid-Strukur-Wechsel- wirkung, im folgenden mit FSI bezeichnet). Es werden jedoch nur unverrweigte Systeme mit bis zu 100 Berechnungsknoten berechnet. Ein Nachteil besteht darin, daß Kavitationserscheinungen nicht berücksichtigt werden können. WANDA, FLOWMASTER, PIPENET und SIR-3s sind Rechencodes vergleichbarer Modelltiefe. Die Berechnungsgrundlage der Programme ist das Charakteristiken- verfahren, wobei FLOWMASTER und SIR-3s Routinen zur Berücksichtigung kleiner Anteile disperser Gasvolumina in einer Fiüssigkeitsströmung implementiert haben. Mit beiden Codes ist es darüberhinaus möglich, kompressible Gassfrömungen in Rohrleitungen zu berechnen. Das Programm MONA ist in der Lage, einen Str6mungszustand GaslF1üssigkeiV Tropfen in Rohren zu berechnen. Die Impuls- und Massenbilanzen für die Flüssigkeit werden für die Gas- und Tropfenphase formuliert. Energiebifanzen für die Gas- und Flüssigkeitsphase venroffständigen zusammen mit empirischen Ansätzen für Reibungsefiekte das Dreiphasenmodeil. Es können Wämetransportphänomene und das Auftreten verschiedener Strömungsformen in unvenweigten Systemen voraus- berechnet werden.
WANDA FLUSTRIN FLOWMASTER PIPENET SIR-3s MONA 1 ,08 - Juni '97 2.12 - Jan.'97 4.5 - Jan. '97 3.5 - Feb. '97 4.5 - Jan. '97 2.0 - Juni '97 MSDOS 5.0- Solaris Windows 3.1 Windows 3.1 Solaris DBOSl486 I I F~harakteristikenvewhranCharakteristikenv., FEM CharakteristikenverfahrenCharakteristikenverfahrenCharakteristikenv„ FDM FDM I t I I I 1 unverzweigt 1 verzweigt 1 verzweigt 1 verzweigt 1 unverzweigt Tebelile 3: Installierte Softwre zur Dimensionierung von RL-Systemen
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eine eindeutige Zuordnung der Strö
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werden - ähnlich wie bei einphasig
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Ausmischung der Gasphase im großen
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Bild 3: Stationäre Lösung: Statis
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Bild 5: Ausbreitung von Mehlstaub i
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