Intermittierende Durchflusserzeugung unter Einsatz von Kavitationsdüsen

Abstract

ZusammenfassungKavitation ist ein allgemein bekanntes Phänomen in der Welt der Strömungsmechanik. Die Anwendung kavitierender Venturi-Düsen, sog. Kavitationsdüsen als Durchflussregelelement ist hingegen neuartig. Ziel der Untersuchungen zur intermittierenden Durchflusserzeugung durch Kavitationsdüsen ist die Überprüfung der Anwendbarkeit dieser Technologie zur realitätsnahen Prüfung von Durchflussmessgeräten. Die verwendete Apparatur wird in eine bestehende Prüfstandsinfrastruktur integriert. Zunächst werden die Düsen einzeln charakterisiert. Dies belegte eine mit anderen Verfahren bisher nicht erreichte Durchflussstabilität mit einer mittleren Streuung von 0,0015 % der aktuellen Durchflussamplitude. Das Öffnen und Schließen der Düsen innerhalb weniger Millisekunden durch pneumatische Stempel ermöglicht die Realisierung intermittierender Durchflusssequenzen mit einer Wiederholpräzision von bis zu ± 0,07 %. Aufgrund des nahezu additiven Verhaltens der Düsen (± 0,1 %) ist der Volumenstrom von Düsenpaarungen annähernd die Summe der Volumenströme der einzelnen Düsen. Es wurden zwei unterschiedliche Durchflusssequenzen mittels der Kavitationsdüsenapparatur erzeugt und die Reaktion von zwei Durchflussmessgeräten auf den intermittierenden Betrieb beobachtet. Die vorgestellten Untersuchungen belegen, dass der Einsatz von Kavitationsdüsen es ermöglicht, Durchflussmessgeräte unter realitätsnahen Bedingungen mit der erforderlichen Genauigkeit zu testen und zu bewerten - was bisher nicht möglich war. Kavitationsdüsen könnten somit den Weg zu Testverfahren ebnen, die den realen Bedingungen bei Durchflussmessungen am nächsten kommen.