IGF-Projekt 16314 N

Vorrichtung zur Volumenstrommessung bei Hochkonvektionsanlagen zur Wärmebehandlung

In Rahmen dieses Projektes es ist gelungen kontinuierlich arbeitende Volumenstrommesseinrichtungen für konvektive Wärmebehandlungsanlagen zu entwickeln. Der Volumenstrom ist mittels in der Einlaufdüse des Ventilators eingebrachter Volumenstrommesseinrichtungen (Messring, Messkreuz) ermittelt worden. Für die Messeinrichtungen sollen die Einflüsse der Messposition, des Betriebs des Ventilators (Lieferzahl φ, Re-Zahl), der Begrenzung des Ansaugbereiches des Ventilators und des Ventilatordurchmessers bekannt sein.

Zuerst wurden die grundlegenden Strömungsprofile in der Einlaufdüse mittels eines Laser-Doppler-Anemometers (LDA) ermittelt. Die Kenntnisse der Strömungsprofile ermöglichen eine gezielte Positionierung der Messpositionen für die zu entwickelnde Volumenstrommesseinrichtung. Die Ergebnisse zeigen, dass in bestimmten Messpositionen, eine unabhängige vom Betrieb des Ventilators Volumenstrommessung möglich ist.

Die Kenntnisse des Strömungsprofils wurden vor allem für den Aufbau des Messkreuzes weiter verwendet. Die Messpositionen des Messkreuzes wurden gezielt in den mittels Analyse der Strömungsprofile erfassten Positionen in der Einlaufdüse eingebracht. Die Ergebnisse bestätigen die Kenntnisse. Der mittels des Messkreuzes gemessene Volumenstrom ist unabhängig vom Betrieb des Ventilators. Für den Messring liegt ein von der Lieferzahl abhängiger Kalibrierkoeffizient vor. Die Abhängigkeit wird mit einer linearen Gleichung beschrieben.

Als nächstes wurden Einflüsse von unterschiedlichen Begrenzungen des Ansaugbereichs des Ventilators auf die Volumenstrommesseinrichtungen untersucht. Es wurde beobachtet, dass bei einer unsymmetrischen Begrenzung des Ventilators eine Volumenstrommessung nur mittels des Messringes möglich ist, aber eine zusätzliche Korrektur notwendig ist. Bei symmetrischen Begrenzungen ist eine Volumenstrommessung mittels beiden Messeinrichtungen ohne zusätzliche Korrekturen möglich. Die Messeinrichtungen funktionieren bei verschiedenen Ventilatordurchmessern ohne zusätzliche Korrekturen.

Am Schluss wurden die Betriebsversuche in einer realen Anlagenumgebung mittels des Messkreuzes durchgeführt. Die Messergebnisse stimmen mit einer Referenzmessung überein. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.


BMWi_Web_de_WBZDieses Forschungsvorhaben wurde durch die Forschungsgemeinschaft Industrieofenbau e.V. über das Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. beantragt und durch das Bundesministerium für Wirtschaft über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V., AiF-Nr. 16314 N, finanziell gefördert.