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CFD-Simulation

Simulation optimiert die Auslegung von radialen Kreiselpumpenlaufrädern

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Cadfem hat einen benutzerfreundlichen Prozess zur Auslegung von Radiallaufrädern für Kreiselpumpen entwickelt. Die Grundlage der Methode bildet das inverse Design, bei dem ausgehend von den Betriebsdaten der Pumpe eine optimierte Geometrie ermittelt wird.

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Das inverse Design liefert ausgehend von den gewünschten Ziel-Eigenschaften der Strömung die optimale Geometrie für die Pumpenschaufel.
Das inverse Design liefert ausgehend von den gewünschten Ziel-Eigenschaften der Strömung die optimale Geometrie für die Pumpenschaufel.
(Bild: Cadfem)

Nationale und internationale Gesetze und Richtlinien schreiben verpflichtend die Reduktion des Energieverbrauchs vor. Folglich sind innovative Ansätze in der Produktentwicklung, mit denen dieses Ziel schnell erreichbar ist, heute mehr denn je gefragt. Cadfem hat deshalb einen benutzerfreundlichen Prozess zur Auslegung von Radiallaufrädern für Kreiselpumpen entwickelt. Die Grundlage der Methode bildet das inverse Design, bei dem ausgehend von den Betriebsdaten der Pumpe eine optimierte Geometrie ermittelt wird. In diesen Workflow zum schnellen und effizienten Entwurf von Radiallaufrädern für Kreiselpumpen wurde neben der Strömungsanalyse-Software Ansys CFD auch die Software Turbo-Design-Suite der Firma ADT (Advanced Design Technology) integriert. Anhand weniger Eckdaten zur Auslegung – wie etwa Drehzahl, Nabendurchmesser, Volumenstrom und Förderhöhe – können Kreiselpumpenlaufräder mit hohem Wirkungsgrad automatisiert entworfen werden.

Einfache Anwendung ohne lange Einarbeitungszeiten

Gleichzeitig wird auch die Auswirkung von Teil- oder Überlastzuständen sowie die Kavitationsneigung analysiert. Die in den Workflow integrierte 3D-Strömungssimulation sorgt für belastbare Ergebnisse. Da der von Cadfem definierte Auslegungsprozess eine umfassende Benutzerführung beinhaltet, wird eine schnelle und einfache Anwendung ohne lange Einarbeitungszeiten ermöglicht. Als Resultat erhält der Benutzer die optimierte CAD-Geometrie, Informationen zu Wirkungsgrad und zur Förderhöhe sowie eine Zusammenfassung der Ergebnisse aus der Strömungssimulation. Der systematische Einsatz numerischer Simulation kann entscheidend zur Entwicklung von effizienteren Pumpen beitragen. Außerdem sind weniger physikalische Prototypen erforderlich und kürzere Entwicklungszeiten sowie eine höhere Zuverlässigkeit des Produktes erreichbar. Dies führt zu deutlichen Kosteneinsparungen, sowohl im Entwicklungsprozess als auch während des Betriebs und bei den Gewährleistungskosten. (jup)

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