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aktualisiert am 20. Juni 2024

ISBN 978-3-8439-1672-1

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978-3-8439-1672-1, Reihe Verfahrenstechnik

Malte Junker
Untersuchung des Strömungsfeldes und des Trennverhaltens von Spiralkanalzentrifugen

125 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2014), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Um den Anforderungen aktueller und zukünftiger Emissionsgesetzgebung gerecht zu werden, sind hocheffiziente Ölnebelabscheider für Kurbelgehäuseentlüftungssysteme notwendig. Insbesondere bei Anwendungen in PKW und NKW werden sehr hohe Anforderungen an Abscheidesysteme gestellt, wie beispielsweise eine hohe Trenneffizienz für Partikeldurchmesser kleiner 0,5 µm, ein niedriger Druckverlust und ein geringes Bauvolumen. Zusätzlich müssen die Abscheidesysteme für Lebensdauern von über 20.000 Betriebsstunden ausgelegt sein.

Da herkömmliche passive Abscheidesysteme, wie beispielsweise Zyklone oder Impaktoren, diesen Anforderungen nicht oder nur teilweise gerecht werden, ist die Anwendung von aktiven Abscheidesysteme notwendig. Bislang werden als aktive Abscheidesysteme in erster Linie Tellerseparatoren eingesetzt, die sich jedoch insbesondere für kleine Bauräume als ungeeignet erweisen. Spiralkanalzentrifugen stellen eine vielversprechende Alternative dar, da Sie zum einen eine bessere Skalierbarkeit bieten und zum anderen neben der Zentrifugalkraft auch die Corioliskraft zur Abscheidung von Tropfen ausgenutzt wird.

Bisherige Varianten der Spiralkanalzentrifuge wurden in erster Line zur Bestimmung von Partikelgrößenverteilungen verwendet. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Funktionsweise einer Spiralkanalzentrifuge für Kurbelgehäuseentlüftung erläutert und es werden die Ergebnisse der Untersuchung des Strömungsfeldes, des Druckverlustes und des Trennverhaltens vorgestellt. Anwendung finden hierbei CFD-Modelle und analytische Methoden, welche anhand experimenteller Untersuchungen validiert werden. Basierend auf diesen Ergebnissen werden allgemeingültige Auslegungsrichtlinien sowie Näherungsmodelle zur Berechnung von Trenngrad und Druckverlust abgeleitet.