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Aerodynamische und aeroakustische Untersuchungen an Radialventilatoren mit rückwärts-gekrümmten Schaufeln für Haushaltsgeräte

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2018, 16:40-17:00
Room: MW 1050
Typ: Regulärer Vortrag
Abstract: Radialventilatoren finden in vielen Bereichen der Industrie sowie der Heizung, Lüftung und Klimatechnik (HVAC) Anwendung. Für den Einsatz in Hausgeräten werden häufig Ventilatoren mit vorwärts-gekrümmten Schaufeln, sogenannte Trommelläufer, genutzt. Ihre Vorteile sind insbesondere die geringen Abmessungen und ein angenehmes, breitbandiges Betriebsgeräusch, was sie für den Einsatz in Privathaushalten attraktiv macht. Ihr größter Nachteil ist der niedrige Wirkungsgrad, welcher hauptsächlich durch Strömungsablösung im Schaufelbereich begründet ist. In dieser Arbeit soll der Einsatz von Ventilatoren mit rückwärts-gekrümmten Schaufeln für die Anwendung in der Hausgerätetechnik untersucht werden. Diese Bauart zeichnet sich durch einen deutlich höheren möglichen Wirkungsgrad aus. Demgegenüber stehen die bauartbedingt höhere Antriebsdrehzahl und ein deutlich tonaler geprägtes Betriebsgeräusch. Ein erster Referenzventilator wurde für einen für Hausgeräte typischen Betriebspunkt ausgelegt und gefertigt. Dieser soll anschließend mittels eines hybriden Computational Fluid Dynamics (CFD) / Computational Aeroacoustic (CAA) Ansatzes numerisch untersucht und optimiert werden. Das akustische Nahfeld wird mit einem kommerziellen CFD Code und skalenauflösenden Turbulenzmodellen hinsichtlich der Druck- und Geschwindigkeitsschwankungen berechnet. Anschließend kann unter Verwendung der Akustischen Analogien die Schallabstrahlung in das akustische Fernfeld bestimmt werden. Für die Fernfelduntersuchungen wird eine Randelementmethode mit unterscheidlichen Auslass-Randbedingungen verwendet. Die Simulationen werden mit Hilfe des Kanalverfahrens nach DIN 5136 validiert. Hierzu sollen erste Ergebnisse vorgestellt werden.