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O+P Fluidtechnik 5/2022

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O+P Fluidtechnik 5/2022

HYDRAULIKTANKS FORSCHUNG

HYDRAULIKTANKS FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG PEER REVIEWED Formelzeichen chend der durchschnittlichen Verweilzeit im Tank im industrieüblichen Bereich von 40 s bis 5 min berücksichtigt. Um immer die A B Blasenoberfläche m 2 Richtwerte für die Strömungsgeschwindigkeit am Auslassrohr ρ Öl Öldichte Kg/m 3 Regressio“, CRGRAPH, 2020, , besucht am 07.09.2020 A Tank Querschnitt des Tanks m 2 einzuhalten, wurden die Rohrdurchmesser am Auslass variiert. C D Widerstandsbeiwert - Sommerfeld /Som17/ stellte für dichte Strömungsregime F A Auftriebskraft N (α Luft > 0,0005; siehe Abschnitt 6.1) zwei Modi vor, kollisionsdominiert (0,0005 < α F G Schwerkraft N Luft < 0,1) und kontaktdominiert (α Luft > 0,1). Larsson /Lar09/ hat aufgezeigt, dass sich der Hartkugelansatz für kollisionsdominierte F W Widerstandskraft N Strömungen besser eignet. Andererseits ist die H Ölstand m Annahme von weichen Kugeln, bei denen die Blasenverformung berücksichtigt wird, für kontaktdominierte Strömungen geeignet. Q Volumenstrom l/min Um die Genauigkeit des Simulationsmodells zu maximieren, Q Aus Volumenstrom am Auslass l/min wird in dieser Veröffentlichung ein Bereich für den einströmenden Q Ein Volumenstrom am Einlass l/min Luftanteil von 0 bis 0,1 bei einem Blasendurchmesser von Q Luft Luftvolumenstrom l/min 0,01 bis 0,1 mm berücksichtigt. Die Fluideigenschaften Dichte und Viskosität wurden für die Öl- und die Gasphase in Abhängigkeit der Temperatur variiert. Das Öl wurde basierend auf Daten- Q Öl Ölvolumenstrom l/min R 2 Bestimmtheitsmaß - blättern der RENOLIN-Reihe der Fa. Fuchs /Fuchs/ bei Temperaturen Re B Reynolds-Zahl der Blase - von 20 °C bis 60 °C modelliert. Die Einflussgrößen sowie ih- SS E Residuenquadratsumme - re berücksichtigten Bereiche sind in Tabelle 01 aufgelistet. Das im Rahmen dieser Veröffentlichung entwickelte Tankmodell repräsentiert den Luftanteil am Auslass des Tanks (Zielgrö- SS T Gesamte Quadratsumme - V B Blasenvolumen m 3 ße) als Funktion der betrachteten Einflussgrößen. X Matrix der Einflussgrößen - d B Blasendurchmesser m DANKSAGUNG g Erdbeschleunigung m/s 2 Das IGF-Vorhaben 19612 N / 1 der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium k Anzahl der Einflussgrößen - Maschinenbau e. V. – FKM, Lyoner Straße 18, m Anzahl der Trainingsdaten - 60528 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung n Ordnung des Polynoms - und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft p Druck Pa und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages p Aus Auslassdruck Pa gefördert. Die Simulationen wurden mit Rechenressourcen p Tank Tankdruck Pa durchgeführt, die von der RWTH Aachen University im Rahmen des Projekts „rwth0344“ bereitgestellt wurden. Die Autoren sind t Zeit s dankbar für die Förderung und Unterstützung. v B Geschwindigkeit der Blase m/s v Öl,Ein Ölgeschwindigkeit am Einlass m/s Der zweite Teil des Beitrags erscheint in der nächsten Ausgabe. x Einflussgröße - Autoren: y Beobachtung (tatsächlicher Wert) - Rahelehsadat Mostafavi, M.Sc. Institut für fluidtechnische Antriebe und ŷ Modellvorhersage - Systeme (ifas) der RWTH Aachen University Dr.-Ing. Heiko Baum Fluidon Gesellschaft für Fluidtechnik mbH ӯ Mittelwert der Ausgangsgrößen für alle - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme (ifas) der RWTH Aachen University Trainingsdaten α Luft Luftanteil - Literaturverzeichnis: /AME04/ SIEMENS „Hydraulic Library 4.2 User Manual“, ver. 4.2, IMAGINE α Luft,Aus Luftanteil am Auslass - S.A. 1995-2004, Sep. 2004 α Luft,Ein Luftanteil am Einlass - /AME15/ SIEMENS „LMS Imagine.Lab Amesim“, Simcenter AMESim ver. 15.2, SIEMENS Deutschland α Luft,Aus Modellvorhersage für den Luftanteil am - /Bar15/ Barton, R. R. „Tutorial: Simulation Metamodeling“, Proc. of 2015 β Auslass Koeffizient des Modellterms - Winter Simulation Conf., L. Yilmaz, W. K. V. Chan, I. Moon, T. M. K. Roeder, C. Macal, and M. D. Rossetti, eds., 2015 /Bar98/ Barton, R. R. „Simulation Metamodels“, Proc. of 1998 Winter ε Approximationsfehler - Simulation Conf., D.J. Medeiros, E.F. Watson, J.S. Carson and M.S. Manivannan, eds. 167-174, 1998 η Öl Dynamische Viskosität des Öls Pa.s /Bau01/ Baum, H. „Einsatzpotenziale Neuronaler Netze bei der CAE-Tool υ Öl Kinematische Viskosität des Öls m 2 /s unterstützten Projektierung fluidtechnischer Antriebe“, Shaker Verlag, Dissertation, RWTH Aachen University, 2001 ρ B Dichte der Blase Kg/m 3 /Bos94/ Bossel, H. „Modeling and Simulation“, A K Peters Verlag, Springer Fachmedien, Wiesbaden, 1994 ρ Luft Luftdichte Kg/m 3 /CRG20/CRGRAPH „Programmbeschreibungen Visual-XSel – Multiple 34 O+P Fluidtechnik 2022/05 www.oup-fluidtechnik.de

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