Berücksichtigung des Einflusses von Fluideigenschaften auf Pumpenkennlinien in der Verfahrenstechnik

Titel Englisch: Consideration of the influence of fluid properties on pump characteristics in the field of process engineering

Beschreibung:

In der verfahrenstechnischen Industrie werden an vielen Stellen Chemie­norm­pumpen ein­gesetzt. Oftmals müssen hochviskose Medien transportiert werden. Diese können in manchen Fällen zudem mit sogenannte nicht-Newtonschen Eigenschaften einher gehen, d.h. diese ändern ihre Viskosität abhängig vom Scherzustand, der im Prozess vorherrschend ist.

Die Auswahl von Pumpen für Prozesse basiert in der Regel zumindest auf der Förderkennlinie der Pumpe. Diese resultiert aus der empirischen Untersuchung der Pumpe und basiert trotz der Vielzahl an möglichen Fördermedien zumeist auf der Annahme von Wasser.

Um die Kennlinien der Kreiselpumpen für von Wasser abweichende Medien verwenden zu können, wurden verschiedene empirisch basierte Korrelations­diagramm entwickelt. Diese Diagramme ermöglichen allerdings nur die Verwendung für hochviskose aber Newtonsche Medien, d.h. die Diagramme erfordern eine konstante Viskosität.

Da nicht-Newtonsche Medien eine veränderliche Viskosität aufweisen, ist der Einsatz der Diagramme an Korrelationsmethoden gekoppelt, die die Wahl einer konstanten „scheinbaren Viskosität“ erlaubt, die wiederum als charakteristisch für den Prozess betrachtet werden kann. Die beschriebene Prozedur gilt als problematisch und wurde in analoger Weise im Bereich des Mischens und Rührens untersucht.

Ziel der Arbeit ist es, Methoden die im Feld des Mischens und Rührens als adäquat identifiziert wurden, auf Chemienormpumpen zu übertragen.

Im Einzelnen sind folgende Aufgaben zu erfüllen:

• Einarbeitung in den Stand der Literatur (wird zur Verfügung gestellt)
• Analyse der bisherigen Untersuchungen mit nicht-Newtonschen Medien an Kreisel­pumpen und vollständige Extraktion der empirischen Daten aus den Literaturquellen
• Anwendung von relevanten Korrelationsmethoden der Pumpentechnik
• Anwendung von relevanten Korrelationsmethoden der Mischer und Rührer
• Anwendung der Korrelationsdiagramme
• Vergleich der Methoden

Art der Arbeit: theoretisch

Datum (ab wann?): ab sofort

empfohlene Vorkenntnisse: Sicherer Umgang mit Matlab oder Octave, Strömungsmechanik, Strömungsmaschinen

Betreuung:  Dr.-Ing. Thomas Reviol