Strömungsanalyse – Strömungssimulation

Strömungsanalysen und Strömungssimulationen an Werkzeugmaschinen helfen Kosten beim Hersteller und beim Betreiber zu sparen.

Die großen Fortschritte im Bereich der Bearbeitungstechnologien, die Veränderungen bei den zu bearbeitenden Materialien (z. B. Thema Explosionsschutz) und die ständig zunehmenden Anforderungen seitens des Arbeitsschutzes stellen für die effiziente Erfassung und Belüftung von Werkzeugmaschinen (WZM) eine grosse Herausforderung dar. Die Anwendung einfacher Auslegungsformeln (z. B. Luftwechselzahlen im Bearbeitungsraum) oder eine lufttechnische Dimensionierung auf der Basis von Erfahrungswerten stößt bei den vielfach vorhandenen komplexen Randbedingungen schnell an ihre Grenzen. Gefordert ist heute eine individuelle, kostengünstige Vorgehensweise bei der Konzipierung, Dimensionierung und Optimierung der lufttechnischen Einrichtungen einer WZM. Nur so ist es möglich, die vielfältigen Parameter angemessen zu berücksichtigen und ein effizientes Erfassungs- und Luftführungskonzept zu entwickeln und umzusetzen. Die dafür am besten geeigneten Werkzeuge sind die

  • Strömungsanalyse (durch Strömungsvisualisierung) und die
  • Strömungssimulation (CFD-Simulation, Computational Fluid Dynamics).

Strömungsanalyse (Visualisierung)
Die zu untersuchende Luftströmung wird durch nebelartige, luftgetragene Aerosole markiert und so sichtbar gemacht. Anhand von Foto- und Videoaufzeichnungen wird die Strömung analysiert.

Strömungssimulation (CFD-Simulation)

Die CFD-Simulation ermöglicht die detaillierte 3D-Berechnung von Geschwindigkeiten, Temperaturen, Drücken, Stoffkonzentrationen, usw. sowie eine anschauliche Visualisierung der Strömungsvorgänge. Damit eröffnen sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten:

  • beliebige Variation praktisch aller Randbedingungen (z. B. Betriebszustände der Maschine, Positionierung und Gestaltung von Erfassungs- und/oder Nachströmelementen),
  • Abbildung von Maschinenbewegungen (z. B. Rotation, Translation, Öffnen und Schließen von Einhausungen),
  • stationäre und instationäre Berechnungen (z. B. Öffnen von Einhausungen, Druckstöße, Rauchausbreitung im Brandfall),
  • Berechnung von Partikel- und Stoffausbreitung, Mehrphasenströmungen.