Entwicklung und Erprobung eines Verfahrens zur Detektion von kavitationsinduzierenden Keimen in hydraulischen Versuchsanlagen

Trotz der stetig zunehmenden Bedeutung numerischer Methoden bei der Auslegung von Kreiselpumpen, kann auch heute noch nicht auf experimentelle Untersuchungen an dafür geeigneten Versuchsanlagen verzichtet werden. Daraus resultiert die Notwendigkeit der Kenntnis der in Bezug auf Kavitation relevanten Flüssigkeits-eigenschaften wie Gas- und Keimgehalt und somit eine geeignete messtechnische Erfassung dieser Größen. Basierend auf einem In-situ-Messsystem zur Messung der Zugfestigkeit von Flüssigkeiten, wurde in dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt, mit dem die Konzentration von kavitationsinduzierenden Keimen in hydraulischen Versuchsanlagen bestimmt werden kann. Der Scherpunkt lag dabei auf der Entwicklung eines Verfahrens zur Durchführung von Zugfestigkeitsmessungen mit dem In-situ-Messsystem und einer geeigneten Auswertemethode zur Berechnung der am Eintritt des Messgeräts vorliegenden Keime. Zu diesem Zweck wurden unter Einbeziehung sämtlicher mit dem Messprinzip einhergehenden Einschränkungen in Bezug auf die Detektion von Kavitationsereignissen ein standardisierter Messablauf sowie ein automatisches Auswerteverfahren entwickelt. Unter Variation der hydrodynamischen Randbedingungen am Düseneintritt wurden anschließend durch Einbau der Messdüse in die Saugleitung eines Radialpumpenprüfstands verschiedene Messreihen durchgeführt, mit denen die prinzipielle Funktionsweise des Messverfahrens nachgewiesen werden konnte. Durch den Einbau einer zweiten Messdüse in die Druckleitung des Radialpumpenprüfstands wurden abschließend unter gleichzeitigem Einsatz beider Messdüsen parallel zu Abreißversuchen an der Versuchspumpe zahlreiche Messreihen durchgeführt, durch die die Einflüsse der im Rahmen von Kavitationsuntersuchungen üblicherweise variierten Parameter auf die Keimverteilung an den beiden Messpositionen ermittelte werden konnten