Druckwellen und Druckstöße

Die wesentlichen Arbeitsgebiete dieses temporären Arbeitskreises umfassen die Schwingungsanregung und Schädigungsinduzierung in chemischen und petrochemischen Rohrsystemen und daran angeschlossenen Apparaten.

Alle Pumpen und Kompressoren pulsieren und senden je nach Pumpen- oder Kompressoren-Typ mehr oder weniger starke Druckpulsationen und Schockwellen in die Anlage. Darüber hinaus sorgen Ventilschnellschlüsse, spontane Pumpenanfahrvorgänge, falsche Reihenschaltungen von Pumpen oder Phasenwechsel in Strömungen (Kondensation, Verdampfung, Kavitation) für ein ähnliches stoßbehaftetes oder schwingendes Verhalten. Die Folgen solcher Effekte sind Bauteilermüdung, Störungen von Sensoren, Geräuschbelästigungen, Verschleiß und Fehlfunktionen bei Dosierprozessen, Reaktionen und Mischvorgängen. Damit sind Schwingungen eine der Hauptursachen für Störungen in fluidführenden Anlagen.

Druckstöße sind kurze sprunghafte Ereignisse und sind deshalb in der Lage alle Eigenfrequenzen eines Systems, das von der Stoßenergie erreicht wird, anzuregen. Ist die Dämpfung der schwingenden Systemkomponente kleiner als die ggf. dauerhaft zugeführte Stoßenergie, so können sich Anlagenteile zu Resonanzschwingungen aufschaukeln und zu Resonanzkatastrophen (z. B. Ermüdungsbrüche) führen. Aber soweit muss es nicht immer kommen. Es genügen auch kleinere Energien um kritische Dynamiken zu erreichen, die Störungen im Prozess erzeugen ohne dass ich Ursache leicht gefunden werden kann. Darüber hinaus erzeugen Druckpulsationen Massenkräfte (Trägheitskräfte) die erhebliche Kräfte auf die Pumpe oder Systemkomponenten bewirken, Kavitation oder Deformationen erzeugen und so ebenfalls zu erheblichen Schäden oder Störungen führen können. Druckstöße und Druckpulsationen sind daher Phänomene die möglichst vermieden werden sollten. Dazu müssen ihre Ursachen und Wirkungen aber erst verstanden werden. Aus diesen Gründen hat sich der technische Arbeitskreis Druckwellen gegründet, der sich folgenden Themen widmet:

  • · Numerische Strömungssimulation und Simulation der Fluidsystemdynamik
  • · Experimentelle Strömungstechnik und Erfassung dynamischer Effekte
  • · Pulsationseigenschaften und Pulsationsenergien von Strömungsmaschinen
    • Entwicklung von effektiven Pulsationsdämpfern und Schockabsorbern
  • · Prozess- und Anlagensicherheit
  • · Materialwissenschaften
    • Schadensanalyse und Schadensvorbeugung
    • Rheologie
    • Hochviskose Flüssigkeiten

Dr. Ammar Abid

Vorsitz / Chairman:
Dr. Ammar Abid,
Bayer Technology Services GmbH, Dormagen

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker

Stellv. Vorsitz / Vice Chairman:
Prof. Dr.-Ing. Norbert Schlücker
Universität Erlangen-Nürnberg

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