Zentrifugalpumpen

Beim Pumpen von Flüssigkeiten aus Reservoirs mit freier Oberfläche (z. B. Becken oder Gewässern) kann es bei zu geringer Überdeckung des Ansaugstutzens zur Bildung von Hohlwirbeln und Gasmitriss kommen. Gelangt das Gas in die Pumpe, führt dies zu einer Reduktion der Förderleistung bis hin zum Versagen und zur Schädigung der Pumpe. Ist die Pumpe Teil eines Sicherheitssystems, etwa der Notkühlanlage in einem Kernkraftwerk muss dies ausgeschlossen werden. Im Rahmen des BMBF-Projektes (SAVE) wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, wie sich angesaugtes Gas innerhalb einer Pumpe verhält und mit welchen Maßnahmen der Gaseintrag verhindert bzw. der Gasaustrag befördert werden kann. Insbesondere wurden mittels Gamma-CT Gasphasenverteilung in einer Zentrifugalpumpe für verschiedene Störfallbedingungen quantitativ analysiert.

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Im Rahmen eines weiteren Kooperationsprojekts mit der TU Dresden wurde die Wechselwirkung zwischen der Gasphase und dem Laufrad einer 200 mm großen Axialpumpe visualisiert und damit das Betriebsverhalten der Pumpe erklärt.

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Publikationen

• T. Schaefer et al.
  Application of gamma-ray computed tomography for the analysis of gas holdup distributions in centrifugal pumps
  Flow Measurement and Instrumentation 46, pp. 262-267, 2015. [doi:10.1016/j.flowmeasinst.2015.06.001]
• A. Bieberle et al.
  Validation of high-resolution gamma-ray computed tomography for quantitative gas holdup measurements in centrifugal pumps
  Measurement Science and Technology 26/9, pp.1-12, 2015, [doi:10.1088/0957-0233/26/9/095304]
• M. Neumann et al.
  An experimental study on the gas entrainment in horizontally and vertically installed centrifugal pumps
  Journal of Fluids Engineering 138 (09130) pp. 1-9, 2016. [doi: 10.1115/1.4033029]
• T. Schaefer et al
  Experimental investigations on a common centrifugal pump operating under gas entrainment conditions
  Nuclear Engineering and Design 316, pp.1–8, 2017. [doi: 10.1016/j.nucengdes.2017.02.035]
• H.-M. Prasser et al.
  Time Resolving Gamma-Tomography for Periodically Changing Gas Fraction Fields
  Flow Measurement and Instrumentation 14, pp. 119-125, 2003. [doi:10.1016/S0955-5986(03)00010-4]