Moderne Messverfahren
Arbeitskreis Strömungsmaschinen tagte in Magdeburg
Der Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungstechnik an der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik konnte Mitte März 2004 die Teilnehmer der 23. Sitzung des "Arbeitskreises Strömungsmaschinen – Propeller, Pumpen, Windturbinen" an der Universität begrüßen. Dieser Arbeitskreis ist ein Zusammenschluss von anerkannten Fachleuten aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und der Industrie aus ganz Deutschland, die sich mit der Herstellung, Anwendung, Auslegung und Weiterentwicklung von Pumpen, Verdichtern, Turbinen und Propellern beschäftigen. Für die Sitzung, die sich insbesondere mit modernen messtechnischen Methoden und deren Anwendung bei der Validierung von Strömungsberechnungen beschäftigte, wurde Magdeburg als Austragungsort gewählt, da der hiesige Lehrstuhl sich intensiv mit diesen Fragestellungen auseinandersetzt.
So haben die seit etwa einem Jahr mittels zeitlich hochaufgelösten laseroptischen Geschwindigkeitsmessungen erzielten und national wie international publizierten Ergebnisse (Uni-Report berichtete) das Interesse der Fachkollegen an der Forschungstätigkeit des Lehrstuhls geweckt. Hierbei stehen insbesondere Probleme des Teillastverhaltens von radialen Kreiselpumpen im Mittelpunkt der Untersuchungen, da in Teillast Fehlanströmungen auftreten können. Diese verursachen in den Schaufelkanälen der Pumpe Wirbel, was dazu führen kann, dass der Kanal "verstopft", d. h. nicht mehr fördert. Durch die Rotation des Laufrades und die Wechselwirkung der einzelnen Schaufelkanäle wandert die "Verstopfung" durch die Kanäle des Laufrades. Die Schaufeln werden dabei stark wechselnden Kräften ausgesetzt, die aus der Änderung der Strömungsführung folgen. Liegt die Änderungsfrequenz der Kräfte im Resonanzbereich der Konstruktion, kann es bis zur Zerstörung der Schaufeln kommen. Da diese Änderungen instationär und sehr schnell vor sich gehen, ist zu deren Untersuchung eine hohe zeitliche Auflösung der Messdaten erforderlich. Diese hohe zeitliche Auflösung stand bisher nur für punktuelle Messverfahren zur Verfügung. Die Änderung des gesamten Strömungsfeldes konnte daher nur unzureichend erfasst werden. Durch Fortschritte im Bereich der Laser- und Kameratechnik ist es möglich geworden, erheblich höhere Bildwiederholraten – bis zu einigen Tausend pro Sekunde – zu erzielen und somit die genannten Probleme im Teillastbereich zu untersuchen. Mit einem solchen Messsystem konnten die Mitarbeiter des Magdeburger Lehrstuhls zum ersten Mal die Entstehung der Wirbel in den Schaufelkanälen einer Kreiselpumpe nachweisen.
Die 23. Sitzung des Arbeitskreises Strömungsmaschinen, die sich auch mit dieser Problematik auseinandersetzte, stieß auf eine recht große Resonanz in der Fachwelt. So konnten ca. 40 Personen im Senatssaal der Universität begrüßt werden. Im Rahmen von vier Fachvorträgen wurden neueste Entwicklungen der Messtechnik im Bereich der Strömungsuntersuchungen vorgestellt und diskutiert. Zunächst wurden die neuesten gerätetechnischen Entwicklungen von Karsten Dörner (Dantec Dynamics) aufgezeigt. Daran anschließend präsentierte Dr. Elemer Pap die Ergebnisse des hiesigen Lehrstuhls und stieß damit auf sehr große Resonanz. Dr. Kurt Graichen (Berlin Heart) berichtete über Untersuchungen an einer neuartigen, implantierbaren Blutpumpe, bei denen die Miniaturisierung der Messungen Schwierigkeiten bereitet. Instationäre Strömungsvorgänge in Seitenkanalverdichtern standen dann im Mittelpunkt des Vortrags von Dr. Michael Schroll (ILA GmbH). Im Anschluss an die Vorträge wurden die Versuchsanlagen des Lehrstuhls für Strömungsmechanik und Strömungstechnik besichtigt. Hierbei stießen insbesondere die Versuchsanlagen zur Untersuchung von Kreiselpumpen und das neu eingerichtete Computerlabor mit 16 parallel verwendbaren Rechnern auf sehr großes Interesse der Teilnehmer.