Ausgabe zur MEDICA - COMPAMED 2018

Ausg.Nr._23/2018 19 Flow simulations Flow Simulations in Turbine Development F low simulations have become an integral part of the world of mov- ing air. Constantly increasing demands on air performance, efficiency and acoustics dur- ing the development process of new turbines have pushed the conservative approach to its limits. Flow simulations of- fer new ways to meet higher requirements. Micronel, the global partner for solutions in vacuum and pressure applica- tions, has integrated flow simu- lation tools into its standard project development process. In the past, a conservative ap- proach based on empirical and semi-empirical concepts was applied, where functional prototypes were subsequently built and used as the basis for measuring parameters such as volumetric flow rate, pressure, performance and efficiency. Nowadays, flow simulations are already used in the early stages of the product development cy- cle. This way, Micronel devel- opers gain early insights into the mechanical, thermal and fluid dynamic behavior of the products. The findings allow to model blower and performance behavior in such a way that the final design meets the desired operating points or fields of work. The early adaption of flow simulations ultimately reduces the number of loops in the devel- opment process, hence making it faster and cutting down its over- all cost. Beside the advantages that flow simulations provide in the early stages of a project, they also en- able important insights at later stages. Every analysis broadens the understanding of the physics applied and thus systemati- cally influences and promotes further developments. Figura- tively speaking, flow simula- tions allow to overcome the black box effect and improve the understanding of the impact certain design aspects have on individual working features and functionalities. The advantages are many, ranging from higher reliability and reduced risk to improved design and quality. All these contribute to a general cost reduction in the process and a shorter development time for new turbines. Strömungssimulationen in der Gebläseentwicklung S trömungssimulationen sind aus der Welt der Aerodynamik nicht mehr wegzudenken. Durch die stetig steigenden Anforderungen an die Luftleistung, die Effizienz und die Akustik bei der Ent- wicklung von neuen Gebläsen, stösst die konservative Heran- gehensweise an ihre Grenzen. Strömungssimulationen bieten neue Möglichkeiten diese Problemstellungen zu lösen. Micronel, der globale Partner für Lösungen in Vakuum- und Druckanwendungen, integriert Strömungssimulations-Tools in ihre Entwicklungsprozesse, um den Anforderungen gerecht zu werden. Bei der konservativen Heran- gehensweise wurden früher anhand von empirischen sowie semi-empirischen Ansätzen Ge- bläse ausgelegt, Funktionsmus- ter aufgebaut und anschliessend Parameter wie Volumenstrom, Druck, Leistung und Effizienz gemessen. Heute setzt Micronel Strömungssimulations-Tools ein. So gewinnen Ingenieure bei Micronel, zu einem frühen Zeit- punkt im Entwicklungsprojekt, Erkenntnisse über das mecha- nische, thermische sowie fluid- dynamische Verhalten ihrer Produkte und können das Geblä- se- sowie das Leistungsverhalten frühzeitig beeinflussen, um eine optimale Gebläseauslegung auf einen bestimmten Arbeitspunkt oder Arbeitsfeld zu erreichen. Das frühzeitige Einsetzen der Strömungssimulation reduziert die Anzahl der Loops im Entwick- lungsprozess, was sich positiv auf die Projektzeit sowie – kosten auswirkt. Nebst der Projektbeschleuni- gung und der damit verbunde- nen Kostensenkung, durch einen vorzeitigen Erkenntnisgewinn, dient die Strömungssimulati- on zu einem späteren Zeitpunkt dazu, die Physik besser zu ver- stehen und somit systematisch und gezielt die Weiterentwicklung voranzutreiben. Bildlich gespro- chen kann durch die Strömungs- simulation der Blackbox-Effekt überwunden werden und somit bei unterschiedlichen Arbeits- punkten eine optimale Auslegung gefunden werden. Resultierend daraus sind Kostenreduktion, Zuverlässigkeitssteigerung, Risi- kominderung, Verbesserung der Designqualität und schnellere Produktlancierung, was zu einem bleibenden Mehrwert führt.