Installationseffekte Axial
Charakterisierung und Vorhersage der Schallabstrahlung von Axialventilatoren unter dem Einfluss von Wärmeübertragern
Kurzfassung:
Der vorliegende Bericht beschreibt die Forschungsergebnisse zu den experimentellen Untersuchungen der strömungsakustischen Wechselwirkungen von Axialventilatoren und saugseitigen Wärmeübertragern. Zusätzlich ist die Anwendung und die Möglichkeiten eines aktiven Turbulenzgitters für die Generierung definierter Einströmbedingungen von Axialventilatoren dargestellt. Für die Untersuchungen wurden drei industrielle Serienventilatoren und zwei Forschungsventilatoren verwendet. Die Einflüsse von Seiten der saugseitigen Wärmeübertrager wurden mit über zwanzig verschiedenen Wärmeübertragernkonfigurationen analysiert.
Auf Basis der durchgeführten Messungen konnte zeigt werden, dass das Strömungsfeld hinter den Wärmeübertragern von den einzelnen Wärmeübertragerparametern wie Lamellenabstand, Kühlmittelrohrdurchmesser, Kühlmittelrohrabstand, Lamellendicke, Gehäusegeometrie und Durchströmfläche abhängt. Dabei induziert besonders ein steigender Kühlmittelrohrdurchmesser den Anstieg des globalen Turbulenzgrades stromabwärts des Wärmeübertragers. Eine runde Gehäusegeometrie hingegen zeigte sich als besonders vorteilhaft bei der Reduzierung lokaler Turbulenzspots im Strömungsfeld. Auf die gestörten Strömungsfelder, induziert von den Wärmeübertrager, reagierten die Axialventilatoren mit einer gesteigerten Schallabstrahlung. Dabei konnte eine Breitbandschallerhöhung bei ansteigendem globalen Turbulenzgrad und eine spektrale Schallerhöhung bei der Blattfolgefrequenz bei inhomogenen Strömungsfelder festgestellt werden. Im Zuge des Forschungsprojekts wurde die räumliche Varianz des Turbulenzgrades abgeleitet, welches es ermöglicht räumliche Unstetigkeit im Strömungsfeld quantifizieren zu können. Mit Hilfe des aktiven Turbulenzgitters und der damit verbundenen hohen Variation an Zuströmbedingungen war es möglich lineare Zusammenhänge zwischen dem Strömungsfeld und der Schallabstrahlung der Axialventilatoren abzuleiten. Das Forschungsprojekt erweitert das Verständnis der strömungsakustischen Wechselwirkungen zwischen Axialventilatoren und Wärmeübertragern. Zudem konnte fundamentale Beziehungen abgeleitet werden, welche es ermöglicht Wärmeübertrager-Lüfter-Module strömungsakustisch zu analysieren und diese hinsichtlich einer geringen Schallabstrahlung zu optimieren. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden.
Partner:
| Forschungsvereinigung für Luft- und Trocknungstechnik (FLT) e.V | www.flt-net.de/ |
| ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG | www.ebmpapst.com |
| Helios Ventilatoren GmbH + Co. | www.heliosventilatoren.de |
| J.M. Voith SE & Co. KG | www.voithturbo.com |
| Ziehl-Abegg SE | www.ziehl-abegg.de |
| Thermofin GmbH | www.thermofin.de/ |
Weitere Informationen und Unterlagen:
Der Abschlussbericht zum Projekt „Charakterisierung und Vorhersage der Schallabstrahlung von Axialventilatoren unter dem Einfluss von Wärmeübertragern“ (Installationseffekte-Axial) ist bei der AiF erhältlich (Link: https://www.aif.de/).
Ansprechpartner:
Förderung:
Das IGF-Vorhaben (20659 N) des Forschungskuratoriums Maschinenbau e.V. (FKM) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
