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Veranstaltungskalender


Vortrag
Maximal erreichbarer Wirkungsgrad eines gehäuselosen Radialventilators
13.12.2012, 15:45 bis 17:15
Oberer Hörsaal
Alter Maschinenbau, Geb. 10.91, 2. OG, Raum 222
Engelbert-Arnold-Str. 4
76131 Karlsruhe
 
Ab Jan. 2013 tritt in der EU die neue ErP Richtlinie Nr. 327/2011 (Energy related Products Direktive) für Ventiltoren in Kraft. Diese definiert Mindestwirkungsgrade für Ventilatoren mit einer elektrischen Leistung zwischen 125W und 500KW. Demnach kann ein Ventilator nur dann in Verkehr gebracht und in Betrieb genommen werden, wenn dieser den angeforderten Mindestwirkungsgrad erreicht oder übersteigt. Von Jan. 2015 an wird der Mindestwirkungsgrad nochmals angehoben. Vor diesem Hintergrund ist der Wirkungsgrad der einzelnen Komponenten wie Laufrad, Motor etc. von grundlegender Bedeutung.
Im Mittelpunkt des Vortrags steht die Komponente Radiallaufrad mit rückwärts gekrümmten Schaufeln. Solche Räder finden mit großer Beliebtheit im sogenannten Kastengerät Anwendung und werden gehäuselos betrieben. Der aktuell erzielte Wirkungsgrad eta.fa von Spitzenprodukten liegt knapp über 70%. Es stellt sich die Frage, inwieweit dieser Wert erhöht werden kann bzw. wo die theoretisch maximal erreichbare Grenze eta.fa.th liegt.
Ausgehend von einer idealisierten Strömung im Laufrad nach dem Eulerschen Modell werden der hydraulische eta.hydr und der freiausblasende Wirkungsgrad eta.fa des Laufrades in Abhängigkeit von den Betriebsdaten (Volumenstrom q.v und Druckerhöhung delta.p) und den Radgeometrieparametern (Raddurchmesser, die Form des Meridianschnitts, Schaufelbreite etc.) theoretisch ermittelt. Mit Hilfe der hergeleiteten Gleichungen lässt sich der theoretisch maximale Wert eta.hydr eines „aerodynamisch verlustfreien“ Laufrades einschätzen, in dem der hydraulische Wirkungsgrad eta.hydr auf 100% gesetzt wird. Umgekehrt kann man auch auf Basis des real gemessenen freilaufenden Wirkungsgrades eta.fa den maximal erreichbaren Wert eta.fa.th ermitteln, um das Potenzial für eine weitere Steigerung der Effizienz einschätzen zu können.
Es werden drei reale Radiallaufräder mit unterschiedlichen Meridianschnitten und Schaufelgeometrien analysiert. Die jeweiligen real erzielten Wirkungsgrade werden mit den theoretisch maximalen Werten verglichen. Es erfolgt zum Schluss eine Bewertung nach der ErP Richtlinie mit Einbeziehung eines IE2 Motors. Fazit aus der Studie: der an einem Muster erzielte Wirkungsgrad von 73% stellt ein bemerkenswert hohes Niveau dar und das Potential zu weiterer Erhöhung dürfte theoretisch recht begrenzt sein.
 
Homepage
http://www.fsm.kit.edu; http://www.isl.kit.edu
Referent/in
Dr.-Ing. Yingan Xia
Punker GmbH, Eckernförde
Veranstalter
Prof. Dr.-Ing. Martin Gabi, Fachgebiet Strömungsmaschinen, Geb. 10.91
Prof. Dr.-Ing. Bettina Frohnapfel, Institut für Strömungslehre, Geb. 10.23
KIT-Campus Süd
E-Mail:gabiYuw7∂kit edu;bettina frohnapfelFil2∂kit edu
Zielgruppe
Forschung und Partner, Interessierte / Jede(r), Wissenschaftliche Mitarbeiter
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