Numerische Untersuchung von Kavitationseffekten in Radialgleitlagern

Numerical investigation of cavitation effects in journal bearing

  • In der vorliegenden Arbeit werden Kavitationseffekte im Radialgleitlager untersucht. Als Hilfsmittel dient hierbei ie numerische Strömungssimulation. Zunächst werden notwendigen strömungsmechanischen Grundlagen ermittelt. Wichtige Kenndaten eines Gleitlagers sowie die Ursache der einzelnen Kavitationsarten werden anschließend erläutert. Weiterhin ist ein Überblick über in der Literatur dokumentierte Kavitationsschäden in Radialgleitlagern gegeben. Da der verwendete numerische Löser Parameter benötigt, die bislang unbekannt sind, wird mittels der Methode Design of Experiments'' eine geeignete Kombination der Parameter ermittelt. Die Grundlagen für dieses Vorgehen werden ebenso vermittelt. Anschließend ist ein Berechnungsmodell erstellt worden, welches die Grundlage für die folgenden Simulationen darstellt. Typische Kenngrößen des Radialgleitlagers werden in einem parametrisierten Vernetzungswerkzeug berücksichtigt. Damit ist die Simulation verschiedenster Radialgleitlager möglich. Mit Hilfe eines geeigneten Versuchsplans sind in mehreren Schritten die fehlenden Parameter für den numerischen Löser ermittelt worden. Für die Versuche wird ein Experiment aus der Literatur zu Grunde gelegt. Die Vergleichsgröße zwischen Experiment und Simulation ist die Länge des Kavitationsgebiets. Mit den Einstellparametern sind zwei Referenzexperimente berechnet worden. Hierin haben sich die ermittelten Parameter sowie ein abgeändertes Berechnungsmodell als geeignet erwiesen. Im Folgenden sind geometrische Änderungen am Nutauslauf, an der Zuführbohrung, an der Lagerbreite und am Lagerdurchmesser des Gleitlagers hinsichtlich des Kavitationsverhaltens untersucht worden. Die Ergebnisse zeigen, dass mit einer strömungsgünstigen Gestaltung des Gleitlagers die Gefahr der Kavitation vermindert werden kann.

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Metadaten
Author:Marco Riedel
Advisor:Peter Reinke, Helmut EichertGND
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Name:Westsächsische Hochschule Zwickau
Dr.-Friedrichsring 2A, 08056 Zwickau
Date of Publication (online):2013/08/29
Year of first Publication:2013
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Date of final exam:2013/08/29
Tag:Design of Experiments; Openfoam
Design of Experiments; Openfoam
GND Keyword:Numerik; Kavitation; Radialgleilager
Page Number:102 Seiten, 40 Abb., 17 Tab., 32 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Maschinenbau und Kraftfahrzeugtechnik (bis 2018)
Release Date:2013/08/29