Kavitation an der TU Hamburg-Harburg | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Kavitation an der TU Hamburg-Harburg

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist Shedding?

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TESTE DEIN WISSEN

Ablösen von Schichtkavitation durch darauf treffenden Jet --> Wolkenkavitation

Ablösfrequenz durch Re-Entrant Jet
je höher die Frequenz, desto geringer das ablösende Kavitationsvolumen und Focusing und Erosion

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TESTE DEIN WISSEN

Wie lässt sich im Armstrong-Modell verhindern, dass die Geschwindigkeit am Ablösungspunkt nicht null ist?

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TESTE DEIN WISSEN

tangential zur Bahn
Ablösen bei minimalen Druck
wird so modelliert, da Staudruck eine Singularität erzeugt

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Which of the following statements on propeller excited pressure fluctuations are true?

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TESTE DEIN WISSEN

Displacement effects occur with the rotational frequency. -no

Cavitation increases the pressure fluctuations compared to displa- cement and lift effects. -yes

Lift effects occur with the blade passing frequency. -yes

Lift und Displacement Effekt treten beide mit Blattfrequenz auf. Schicht- kavitation hat auch displacement Effekt (also auch Blattfrequenz). TVC bringt höhere Ordnungen ein.

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Was sind shear flows und wann entstehen diese?

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TESTE DEIN WISSEN

Strömungen normal zur Oberfläche (Scherströmung/tangential zur Stromlinie): Entstehung durch Jets, Staupunkt an der Hinterkante

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Wovon hängt die Verlagerung des Ortes der Ablösung ab?

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TESTE DEIN WISSEN

Anstellwinkel, Reynoldszahl, Nasenradius, Ort des Umschlagpunkts von turbulent/laminar

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Wie kann man die Zwei-Wege-Kopplung in Euler-Lagrange berechnen (Kräfte auf die Blase, wie beeinflusst die Blase den Strom?)

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Ein-Wege-Kopplung: Blase von Strömung beeinflusst

Zwei-Wege-Kopplung: Auch umgekehrt

Mehr-Wege-Kopplung: Zusätzlich Interaktion wird berücksichtigt


Bei der Zwei-Wege-Kopplung wird die Anzahl und Größe der Blasen ins Verhältnis zum Kontrollvolumen gesetzt und damit die Konzentration berechnet. Mit dieser Konzentration wird mit dem Euler-Euler-Verfahren, das neue Strömungsfeld bestimmt. Ist eine Blase größer als das Kontrollvolumen, so wird das überlappende Volumen dem Volumen in Strömungsrichtung der Blase zugeordnet.

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Kavitationsmodell von Singhal: erklären welche Einflussgrößen werden berücksichtigt? Wie wird die Turbulenz berücksichtigt?

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• Dämpfung, Dichte, dyn. Druck, Volumenkonzentration, Konstanten, Zeitmaß

• k-Wert: Der Quellterm der Produktion ist um ein 80 faches höher als der Quellterm der Destruction

• Turbulenz wird nicht berücksichtigt

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Which method(s) can be utilized to quantify the water quality?

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Phase Doppler Anemometer 

Pitot Tube -no

Venturi Measuring System 

Van Slyke Apparatus 

PDA: Messen über Laser wird Durchmesser der Blasen gemessen Venturi: Anzahl der Blasen kann gemessen werden 

Van Slyke: Gasgehalt 

Pitot is für Staudruck Messung → Strömungsgeschwindigkeit

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TESTE DEIN WISSEN

The maximum pressures of a collapsing
bubble occur:

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TESTE DEIN WISSEN

in the center of the bubble -no
close to the outer surface of the bubble -yes
at a distance of 2.35D from the outer surface of the bubble -no


rmax/R0 ist ca. 1,59 nach Folie 25 rayleigh plesset

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TESTE DEIN WISSEN

Was beeinflusst den Spitzenwirbel mehr, gelöste Keime oder bereits existierende Blasen?

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Beides hat einen Einfluss 

Um gelöste Keime zum Kavitieren zu bringen ist mehr Energie nötig

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Wie ist der Unterschied des Blasengehalts Wageningen/HYKAT/normaler Tunnel?

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TESTE DEIN WISSEN

Druck der Wassersäule → mehr Blasen platzen im HYKAT, deshalb wird eine Sättigung von 92% Keimen benötigt 

Wageningen: freie Oberflächen → Blasen steigen nach oben (müssen durch Elektrolyse erzeugt werden) 

normaler Tunnel: ca. 50% Keime

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Eigenschaften der Kavitationsmodelle

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Singhal: Scav = (γpro + γdest)∆p, linearer/quadratischer Zusammenhang von Druck zu Phasenänderung, Empirie 

Sauer: Quellterm γ auf Basis der Rayliegh-Plesset Blase, Limiter benötigt 

Zwart: Annahme, dass Blasen fusionieren; Blasenradius konstant und wie- der empirische Faktoren 

Senocak: Scav = ˙m+ − ˙m− linear 

Shyy: auf Basis Senocak: ergänzen einer lokalen Geschwindigkeit

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Q:

Was ist Shedding?

A:

Ablösen von Schichtkavitation durch darauf treffenden Jet --> Wolkenkavitation

Ablösfrequenz durch Re-Entrant Jet
je höher die Frequenz, desto geringer das ablösende Kavitationsvolumen und Focusing und Erosion

Q:

Wie lässt sich im Armstrong-Modell verhindern, dass die Geschwindigkeit am Ablösungspunkt nicht null ist?

A:

tangential zur Bahn
Ablösen bei minimalen Druck
wird so modelliert, da Staudruck eine Singularität erzeugt

Q:

Which of the following statements on propeller excited pressure fluctuations are true?

A:

Displacement effects occur with the rotational frequency. -no

Cavitation increases the pressure fluctuations compared to displa- cement and lift effects. -yes

Lift effects occur with the blade passing frequency. -yes

Lift und Displacement Effekt treten beide mit Blattfrequenz auf. Schicht- kavitation hat auch displacement Effekt (also auch Blattfrequenz). TVC bringt höhere Ordnungen ein.

Q:

Was sind shear flows und wann entstehen diese?

A:

Strömungen normal zur Oberfläche (Scherströmung/tangential zur Stromlinie): Entstehung durch Jets, Staupunkt an der Hinterkante

Q:

Wovon hängt die Verlagerung des Ortes der Ablösung ab?

A:

Anstellwinkel, Reynoldszahl, Nasenradius, Ort des Umschlagpunkts von turbulent/laminar

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Q:

Wie kann man die Zwei-Wege-Kopplung in Euler-Lagrange berechnen (Kräfte auf die Blase, wie beeinflusst die Blase den Strom?)

A:

Ein-Wege-Kopplung: Blase von Strömung beeinflusst

Zwei-Wege-Kopplung: Auch umgekehrt

Mehr-Wege-Kopplung: Zusätzlich Interaktion wird berücksichtigt


Bei der Zwei-Wege-Kopplung wird die Anzahl und Größe der Blasen ins Verhältnis zum Kontrollvolumen gesetzt und damit die Konzentration berechnet. Mit dieser Konzentration wird mit dem Euler-Euler-Verfahren, das neue Strömungsfeld bestimmt. Ist eine Blase größer als das Kontrollvolumen, so wird das überlappende Volumen dem Volumen in Strömungsrichtung der Blase zugeordnet.

Q:

Kavitationsmodell von Singhal: erklären welche Einflussgrößen werden berücksichtigt? Wie wird die Turbulenz berücksichtigt?

A:

• Dämpfung, Dichte, dyn. Druck, Volumenkonzentration, Konstanten, Zeitmaß

• k-Wert: Der Quellterm der Produktion ist um ein 80 faches höher als der Quellterm der Destruction

• Turbulenz wird nicht berücksichtigt

Q:

Which method(s) can be utilized to quantify the water quality?

A:

Phase Doppler Anemometer 

Pitot Tube -no

Venturi Measuring System 

Van Slyke Apparatus 

PDA: Messen über Laser wird Durchmesser der Blasen gemessen Venturi: Anzahl der Blasen kann gemessen werden 

Van Slyke: Gasgehalt 

Pitot is für Staudruck Messung → Strömungsgeschwindigkeit

Q:

The maximum pressures of a collapsing
bubble occur:

A:

in the center of the bubble -no
close to the outer surface of the bubble -yes
at a distance of 2.35D from the outer surface of the bubble -no


rmax/R0 ist ca. 1,59 nach Folie 25 rayleigh plesset

Q:

Was beeinflusst den Spitzenwirbel mehr, gelöste Keime oder bereits existierende Blasen?

A:

Beides hat einen Einfluss 

Um gelöste Keime zum Kavitieren zu bringen ist mehr Energie nötig

Q:

Wie ist der Unterschied des Blasengehalts Wageningen/HYKAT/normaler Tunnel?

A:

Druck der Wassersäule → mehr Blasen platzen im HYKAT, deshalb wird eine Sättigung von 92% Keimen benötigt 

Wageningen: freie Oberflächen → Blasen steigen nach oben (müssen durch Elektrolyse erzeugt werden) 

normaler Tunnel: ca. 50% Keime

Q:

Eigenschaften der Kavitationsmodelle

A:

Singhal: Scav = (γpro + γdest)∆p, linearer/quadratischer Zusammenhang von Druck zu Phasenänderung, Empirie 

Sauer: Quellterm γ auf Basis der Rayliegh-Plesset Blase, Limiter benötigt 

Zwart: Annahme, dass Blasen fusionieren; Blasenradius konstant und wie- der empirische Faktoren 

Senocak: Scav = ˙m+ − ˙m− linear 

Shyy: auf Basis Senocak: ergänzen einer lokalen Geschwindigkeit

Kavitation

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