Labor für Strömungslehre

Die Strömungsmechanik ist ein fundamentaler Bereich der Ingenieurstätigkeit. In sämtlichen Bereichen des Maschinenbaus, wie in der Automobilindustrie, Luftfahrt, Verfahrens- und Energietechnik, ist eine genaue Kenntnis von strömungsmechanischen Vorgängen erforderlich.

Am Campus Gummersbach bietet die Technische Hochschule Köln den Studierenden die Möglichkeit im Zuge des Ingenieursstudiums grundlegende Kenntnisse zu erwerben. Studierende erhalten die Möglichkeit ihr theoretischen Wissen, in den Bereichen Strömungslehre, Wärme- und Stoffübertragung sowie Festigkeitslehre/Kontinuumsmechanik, praxisnah anzuwenden.

Gleichzeitig werden industrielle Partner durch Modellierung und numerische Simulation bei der Optimierung, Konstruktion und Auslegung von hydraulischen Anlagen wie z.B. Wärmetauschern, Mischern, etc. unterstützt.

Im Labor für Strömungslehre stehen wissenschaftliche Kompetenzen in den folgenden Bereichen zur Verfügung:

Sl 01 Windkanal (Bild: Prof. Dr. Denis Anders / TH Köln)

Windkanal

Windkanal:

Das Labor für Strömungslehre ist mit einem Niedergeschwindigkeits-Windkanal der Eiffel Bauart ausgestattet.

Der Windkanal ist im Bereich der Aerodynamik ein essentielles Werkzeug zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen einem strömenden Medium und den von ihm um- bzw. durchströmten Körpern unter Berücksichtigung von definierten Laborbedingungen. Die Kompetenz liegt dabei in der Betrachtung von Wechselwirkungen mechanischer (Kraftwirkung), elektrischer (Ladungsänderung) oder thermischer (Temperaturänderung) Art. In dem Windkanal kann innerhalb der Messstrecke ein definiertes Strömungsfeld mit weitgehend homogenen Parametern erzeugt und die oben genannten Wechselwirkungen durch die Messtechnik erfasst werden.

Sl 02 Rohrstrecke (Bild: Prof. Dr. Denis Anders / TH Köln)

Rohrstrecke

Rohrstrecke zur Untersuchung der Druckverluste verschiedener Einbauelemente:

Die Rohrstrecke saugt Umgebungsluft an. Der Volumenstrom wird durch verschiedene, in die Rohstrecke integrierte, Durchflussmesseinrichtungen bestimmt. Die Durchflussmessungen erfolgen nach dem Wirkdruckmessverfahren und alternativ durch das Abtasten des Geschwindigkeitsfeldes (Netzmessung) durchgeführt.

Statischer Mischer:

Zur Untersuchung von Mischverhalten von Fluiden steht im Labor für Strömungslehre ein statischer Mischer zur Verfügung. Untersucht wird das Verhalten von statischen Mischern, welche die benötigte Energie aus dem strömenden Medium beziehen und nicht extern angetrieben werden. Statische Mischer haben das Ziel Fluide zu vereinigen und bestehende Konzentrations- und Temperaturunterschiede der Fluide auszugleichen.

Computational Fluid Dynamics (CFD):

Mit der numerischen Strömungsmechanik (CFD) lassen sich Umströmungs- und Durchströmungsvorgänge simulieren. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Analyse, Modellierung und Simulation von Mischvorgängen & Mechanismen der Wärmeübertragung.

Spritzgießsimulation:

Kunststoffteile steigen in den letzten Jahren in ihrer Komplexität sowie in den Qualitätsanforderungen an den Formteilen und Werkzeugen. Durch die Anwendung der Spritzgießsimulation ist es möglich Qualitätsprobleme bei Kunststoffbauteilen im Vorfeld aufzudecken. Durch die Spritzgießsimulation ist es möglich Einflussfaktoren des Herstellungsprozesses -wie Temperierung, Füllverhalten, Werkzeugkühlung und Zykluszeit-, als auch die Bauteilkonstruktion hinsichtlich Schwindung und Verzug mittels Simulation zu betrachten.

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