Damit Pumpen und Armaturen im Störfall nicht versagen

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Hohlwirbel besser verstehen

Die Bedingungen, unter denen sich ein solcher Hohlwirbel bildet, ob dieser bis in den Ansaugstutzen der Pumpe reicht bzw. ob aus dem Wirbel abreißendes Gas in die Pumpe eindringt, hängt von verschiedenen fluiddynamischen Bedingungen ab: Hier spielen die Ansaugrate, der Füllstand über dem Ansaugstutzen und die Zähigkeit der Flüssigkeit, aber auch geometrische Gegebenheiten sowie das mögliche „Anfachen“ des Hohlwirbels durch einen in der Nähe des Ansaugstutzens befindlichen Wasserzulauf eine Rolle.

Verhindert werden kann die Bildung von Hohlwirbeln insbesondere durch eine geeignete Geometrie für die Ansaugung, durch eine Mindestüberdeckung des Ansaugstutzens mit Wasser sowie durch den Einbau sogenannter Wirbelbrecher in die Ansaug-Leitung.

Das jetzt gestartete Forschungsvorhaben zielt insbesondere darauf ab, die Entstehung von Hohlwirbeln in bestimmten Strömungsgeometrien vorhersagen sowie Maßnahmen zur effektiven Unterbindung ergreifen zu können. Dafür sollen unter anderem verbesserte numerische Berechnungsmodelle für Strömungen entwickelt und eingesetzt werden.

Prof. Hampel: „Wir wollen vor allem das Gasverhalten in Pumpen und Armaturen detailliert untersuchen und Experimente durchführen, mit denen wir die Entstehung von Hohlwirbeln besser verstehen können. Hierfür können wir unsere im Haus entwickelten, bildgebenden Messverfahren gezielt einsetzen, z.B. unsere Gittersensoren sowie die Gammatomographie und die ultraschnelle Röntgentomographie.“

Koordiniert wird das auf dreieinhalb Jahre angelegte Verbundvorhaben von der TU Hamburg-Harburg. Weitere Verbundpartner sind KSB sowie Tüv Nord SysTec. Der Fördermittelanteil für das HZDR beträgt mehr als eine halbe Million Euro. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert dieses nachwuchsorientierte Projekt in der nuklearen Sicherheits- und Entsorgungsforschung im Rahmen des Förderkonzepts „Grundlagenforschung Energie 2020+“. Darüber hinaus wurde von der Bundesregierung die Notwendigkeit kompetenzerhaltender Maßnahmen, insbesondere in Lehre und Forschung, erkannt.

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