Verdrängerpumpen

Verdrängerpumpen und Verdrängermotoren stellen hinsichtlich einer simulativen Bewertung mittels CFD mehrere besondere Herausforderungen dar. Diese liegen einerseits in der Abbildung der geometrischen Funktionsweise der Maschine selbst und darüber hinaus in den vorherrschenden physikalischen Gegebenheiten im Betreib.

Das Strömungsvolumen einer Verdrängermaschine ist aufgrund Ihrer Funktionsweise nicht konstant. Die fluidtransportierenden Kammern rotieren um eine dezentrale Achse und verändern somit während des Umlaufs ihr Volumen. Verdrängerpumpen werden zumeist in einem sehr hohen Druckbereich jenseits der 300 bar betrieben. Dies hat zur Folge, dass die Fluidkompressibilität und die Einflüsse freier und gelöster Gase im Fluid zwingend zu berücksichtigen sind, um Kompressionsverluste richtig zu ermitteln. Die Spalthöhen zwischen den stehenden und den angrenzenden rotierenden Bauteilen sind sehr gering, um Leckageverluste möglichst klein und die hydraulischen Wirkungsgrade möglichst hoch zu halten. Diese liegen abhängig von Maschinengröße im Mikrometerbereich.

Komplexe Geometrie

Rotierende, zeitlich veränderliche Volumen
Ineinander kämmende Bauteile (Gerotor, Zahnradpumpen)
Große Unterschiede in den abzubildenden Längenskalen

Komplexe Physik

Fluidkompressibilität
Freie und gelöste Gase im Fluid
Kavitation
Hohe Drücke
transient Bewertung zwingend notwendig

SIMERICS MP kann problemlos Verdrängermaschinen jeglicher Art abbilden und simulativ bewerten. Durch Zuhilfenahme unserer Template-Vorlagen kann beispielsweise eine Pumpe in kürzester Zeit vernetz, definiert und berechnet werden. Die Gittergenerierung einer Außenzahnradpumpe, eines Gerotor, einer Flügelzellenpumpe oder einer Schrägscheibenpumpe dauert weniger als eine Minute. Das Definieren des Simulationsmodells mit Kavitation, Fluidkompressibilität und sich zeitlich änderndem Strömungsvolumen benötigt nochmals ca. 30min, sodass ein fertiges Berechnungsmodell in unter einer Stunde zur Verfügung steht!

Welche strömungstechnischen Informationen können Sie mit SIMERICS MP berechnen?