Numerische Untersuchung pulsierender Strömungen in Wirkdruckmesseinrichtungen am Beispiel einer Blende

In vielen industriellen Anwendungen, bei denen Strömungs- oder Verdrängermaschinen genutzt werden, kommt es zur Anregung signifikanter instationärer Strömungsvorgänge. Je nach deren Ausprägung können die damit einhergehenden Pulsationen zu erhöhten strukturmechanischen Belastungen oder sogar zu prozessrelevanten Beeinträchtigungen durch Mengenmessfehler führen. Diesbezüglich wurde die Durchsatzmessung nach dem Wirkdruckprinzip an Messblenden bereits in der Vergangenheit mehrfach experimentell und analytisch untersucht. Darauf aufbauend wird im Rahmen dieses Artikels das Betriebsverhalten einer Blende bei periodisch instationären Strömungsvorgängen mithilfe der CFD-Methode untersucht. Hierzu wird von der rotationssymmetrischen Rohrleitung sowie der Blende ein rechenzeitoptimiertes CFD-Modell erstellt und das instationäre Strömungsverhalten dieser Konfiguration für unterschiedliche Randbedingungen berechnet. Die Ergebnisse der numerischen Simulationen bestätigen der Modellierung eine hohe Abbildungsgüte und lassen Rückschlüsse auf die physikalische Beeinflussung einer Wirkdruckmessung durch die Massenträgheit des Fluids im Bereich der Messstelle zu.