Analyse und Visualisierung von Strömungen

Im Bereich der Strömungsanalyse bieten wir Auftragsmessungen und kundenspezifische Messkampanien in den Laboren des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) oder bei Kunden an. Die Durchführung solcher Messungen wird durch qualifiziertes technisches und wissenschaftliches Personal begleitet. Neben einer Bereitstellung des Messobjektes durch den Kunden ist auch die Anfertigung von Versuchsanordnungen möglich.

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Bestimmung des Gasgehalts in Rohrströmungen

Die Vermessung von Strömungsregimen und Gasgehaltsverteilungen in ist eine häufig gestellte Aufgabe in der Prozessdiagnostik. Ein Gittersensor kann diese Aufgabe umfassend lösen. Es handelt sich um ein robustes Messverfahren, welches eine sehr detaillierte Aufklärung der Strömungsstruktur mit sehr hoher zeitlicher Auflösung ermöglicht.

Die Analyse mehrphasiger Strömungen ist auch durch berührungsfrei arbeitende computertomographische Messverfahren möglich. Das HZDR verfügt über ein röntgenstrahlungsbasiertes Computertomographiesystem mit Bildraten bis zu 8.000 Bildern pro Sekunde für Strömungen bis zu 3 m/s bzw. ein Gammastrahlen-Computertomographiesystem zur Aufnahme zeitgemittelter Querschnittsbilder. Mit beiden Systemen sind kundenspezifische Untersuchungen möglich.

Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise der Gittersensoren
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Visualisierung von Gittersensor-Messdaten einer Gas-Wasser-Rohrströmung.

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Gasgehaltsmessung mit Nadelsonde

Nadelsonden stellen eine preisgünstige, robuste Alternative zur Phasengehaltsmessung in Rohrleitungssystemen und Prozessbehältern dar. Durch HZDRI-Nadelsonden können ortsverteilt Gasgehalte und Fluidtemperaturen in hydraulischen Systemen simultan erfasst werden. Ebenso können ionische Tracer in der Flüssigphase vermessen werden. Die zusätzliche Information über die Fluidtemperatur erlaubt u.a. in Thermohydrauliksystemen die thermodynamische Unterscheidung von Dampf und nicht kondensierbaren Gasen. Neben der schnellen Datenerfassung liegt unsere Kompetenz hier in der Technologie zur Herstellung langzeitstabiler druck- und temperaturfester Sensoren.

Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise von Nadelsonden
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Analyse von Mikroblasen

Zur Detektion und Vermessung kleiner Partikel oder Mikroblasen eignet sich das Prozessmikroskop. Es ermöglicht Dank seiner Blitzbelichtung die Aufnahme scharfer Durchlichtbilder der Strömung im Messspalt selbst bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten. Aus den photographischen Aufnahmen können durch Bildverarbeitungsalgorithmen beispielsweise Gasgehalte und Blasengrößenverteilungen errechnet werden. Diese sind entscheidende Parameter, beispielsweise zur Bestimmung der Restgasmenge bei Gaslöseprozessen, für die Charakterisierung von Gaseinspeisern sowie die Begutachtung von Emulsionen, Suspensionen, Kristallisationsprozessen und vielen anderen Problemen.  In Kombination mit speziellen Kühlkonzepten ist ein Einsatz für Temperaturen bis 250 °C und Drücke bis 10 MPa bar möglich.

Diese Messtechnik konnte bereits erfolgreich in Ölhydrauliksystemen und in Nassgasleitungen eingesetzt werden. Auch für die Analyse von Partikelströmungen gibt es umfangreiche Erfahrungen.

Erfahren Sie mehr über den optischen Mikrogasblasensensor
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Berührungsfreie Objektanalyse

In Zusammenarbeit mit dem HZDR können wir Computertomographien für diverse diagnostische Fragestellungen anbieten. Neben der Untersuchung von Strömungen in Rohrleitungen, Separatoren, Pumpen, Ventilen, Hydraulikkomponenten oder Mischern ist auch der Einsatz für zerstörungsfreie Prüfung oder Vermessung von Gütern, wie Schnittholz, Lebensmittel, u.v.m., möglich. Als Systeme stehen zum einen die schnelle Röntgenstrahl-Computertomographie für Objekte bis 19 cm Durchmesser bzw. die Gammastrahlen-Tomographie für größere Objekte jedoch bei stationären Zuständen zur Verfügung.

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Anwendungsgebiete

Anwendungsbeispiele sind Versuchsanlagen der Kraftwerkstechnik, der Erdölförderung oder der chemischen Verfahrenstechnik. Neben der Untersuchung von Rohrströmungen stellen für den Sensor auch komplexere Geometrien, zum Beispiel quadratischen Strömungsquerschnitte oder Querschnitte mit Einbauten, kein prinzipielles Problem dar. Auch hierfür wurden bereits zahlreiche kundenspezifische Systeme aufgebaut.

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Was wir anbieten

  • Einsatz unserer entwickelten Messtechnik und Analyse-Software
  • kundenspezifische Messkampanien in den Laboren des HZDR oder bei Kunden
  • Durchführung von Messungen durch qualifiziertes technisches und wissenschaftliches Personal
  • Anfertigung von Versuchsanordnungen

Innovative Messtechnik für Mehrphasen-Strömungen am HZDR


Die Abteilung Experimentelle Thermofluiddynamik am Institut für Fluiddynamik des HZDR befasst sich mit der experimentellen Analyse von Mehrphasenströmungen mit Stoff- und Wärmeübertragung. Erfahren Sie mehr über grundlegende Phänomene in Mehrphasenströmungen.

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Ihre Ansprechpartner

Eckhard Schleicher, Experimentelle Thermofluiddynamik

Tel.: +49 351 260 3230

e.schleicher@hzdri.de

 

Uwe Pöpping, Innovationsmanager Fluiddynamik

Tel.: +49 351 260 2397

u.poepping@hzdr.de