Rohrkrümmer

Projektbeschreibung

In der Industrie werden überwiegend rechtwinklige Rohrkrümmer verwendet, um eine Umleitung eines Fluides zu erzwingen. Diese Rohrkrümmer sind günstig in der Herstellung und Anwendung. Aufgrund der relativ kleinen Biegeradien erhöht sich im Krümmer der Strömungswiderstand und somit sinkt der Wirkungsgrad des gesamten Systems. Um die Verluste zu minimieren ist ein Versuch zu planen und aufzubauen, der den Zweck der Findung einer idealeren Form, als die einer herkömmlichen 90°-Rohrkrümmung, im Bezug auf den Strömungswiderstand dient. Eine Aussage über die anzustrebende Rohrgeometrie ist im Voraus nicht zu treffen, weshalb mit Hilfe der Evolutionsmethode diese experimentell ermittelt werden soll. Der Rohrkrümmer soll aus einem flexiblen Schlauch bestehen, um diesen in eine beliebige Form biegen zu können. Die Formänderung des Schlauches soll in einer Ebene mit Hilfe von Aktuatoren erzeugt werden. Die Schlauchenden sollen über Muffen mit einem bereits vorhandenen Rohrleitungssystem verbunden werden. Zur Erfassung des Druckabfalls werden jeweils vor und nach dem Rohrkrümmer Druckabnehmer angebracht. Über diese Druckabnehmer lässt sich der Druckabfall, hervorgerufen durch die Form des Rohrkrümmers, ermitteln. Sinkt die Druckdifferenz verringert sich der Strömungswiderstand des Krümmers. Durch die Senkung des Strömungswiderstandes verbessert sich der Wirkungsgrad des gesamten Systems. Die Aktuatoren sollen mithilfe einer Schnittstelle mit dem PC verbunden und gesteuert werden. Nach einer Formänderung des Krümmers muss eine gewisse Zeit verstreichen bis das System wieder stationär genau ist. Um einen Krümmungszustand wieder herzustellen muss der Verfahrweg erfasst und gesichert werden. Das ist im Falle einer nachfolgenden Justage der Aktuatoren, für ein Verlängern des Verfahrbereiches, notwendig. Hierfür ist ein Wegmesssystem zwingend erforderlich. Zur Ansteuerung der Aktuatoren ist ein Programm zu schreiben, welches nach der Evolutionsmethode arbeitet. Die Aktuatoren werden einzeln, nacheinander, autonom verfahren, das Ganze geschieht iterativ, bis das geometrische Strömungsoptimum des Rohrkrümmers gefunden wurde.