Mehrphasenströmung von Gas-Wasser-Gemischen und instationäre Vorgänge bei Kavitation in Seitenkanalpumpen

Die vorliegende Arbeit befasst sich unter anderem mit den Einflüssen geometrischer Größen auf das Verhalten von Seitenkanalpumpen bei Mehrphasenförderung von Gas-Wasser-Gemischen. Die generellen Einflussgrößen der bei der Dimensionierung von Seitenkanalpumpen festzulegenden Größen wie Schaufelzahl, Seitenkanaldurchmesser, sowie Lage und Form der Eintritts-und Austrittsöffnung werden gezielt variiert. Es wird auf einen Baukasten von Modellpumpen zurückgegriffen. Außerdem werden die in der Industrie am häufigsten verbreiteten Ansätze zur Verbesserung der maximal möglichen Gasmenge, das D-Prinzip und das A-Prinzip, in Modellpumpen untersucht. Eine Identifizierung der vorliegenden Strömungsgebiete mittels Hochgeschwindigkeitsaufnahmen ermöglicht zudem die Vorgänge in der Pumpe bei verschiedenen Gasgehalten und Volumenströmen zu analysieren und die Gründe für einen Förderabbruch zu identifizieren. Als weiterer Vorteil der SKP ist der geringe NPSH-Wert bei V erwendung eines Vorläufers zu nennen, welcher Förderung bei niedrigen Zulaufdrücken oder leicht siedender Medien ermöglicht. Daher werden in einem zweiten Teil die transienten Vorgänge in Seitenkanalpumpen bei Kavitation numerisch und experimentell untersucht und mithilfe von Aufnahmen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera optisch verglichen. Ort und Art der Entstehung von Kavitation sowie die Ausbreitung der Kavitation in der Pumpe stehen dabei besonders im Fokus.