Experimentelle Untersuchung der instationären, dreidimensionalen Flüssigkeitskavitation in der Schmierspaltströmung

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Vorhaben mit der Projektnummer 462581008, welches unter Leitung von Professor Dr.-Ing. Peter Reinke, Leiter des Lehrgebiets Fluidtechnik an der Fakultät Ingenieurwissenschaften und Gesundheit der HAWK in Göttingen durchgeführt und von Herrn Dipl.-Ing. (FH) Tom Beckmann bearbeitet wird.

Die zu erwarteten Forschungsergebnisse werden helfen, die Betriebssicherheit von hydro-dynamischen Gleitlagern zu verbessern, zu einem tieferen tribologischen Systemverständnis beizutragen und Vorhersagen über das Kavitationsrisiko zu präzisieren.

Gleitlager sind eine wesentliche Komponente im Antriebsstrang von Kolbenmotoren, die bei der Energiewandlung u.a. in Wärmekraftwerken, Notstromaggregaten und der Schifffahrt unverzichtbar sind. Diese Motoren werden im Zuge der Umstellung von fossilen über biologisch erzeugte zu kohlenstofffreien Kraftstoffen einen wichtigen Beitrag bei der Erreichung der Klimaziele leisten.

Um die Effizienz der Energiewandlung auch bei den geringeren Energiedichten der alternativen Kraftstoffe zu maximieren, ist es notwendig den Betriebsbereich der Motoren auszudehnen, was zur Folge hat, dass die dynamische Belastung aller Komponenten steigen wird.

Unter der Umsetzung dieser Maßnahmen soll die gewohnte Zuverlässigkeit der Aggregate im 24/7-Betrieb jedoch nicht leiden und daher müssen die Betriebsgrenzen aller Komponenten präziser definiert werden. Dazu liefert dieses Vorhaben einen wichtigen Beitrag, indem die Strömungsverhältnisse in Gleitlagern erforscht werden, um Erkenntnisse über die Mechanismen zu gewinnen, die zur Kavitation und die dadurch verursachten Schäden führen.

Auf den neuen Erkenntnissen aufbauend kann die sichere Auslegung der Gleitlager auch für anspruchsvollere Betriebsbedingungen gelingen. Somit wird das Risiko verringert, dass ein Wärmekraftwerk im Winter ausfällt oder Schiffe in hoher See ohne Antrieb in Seenot geraten.

Veröffentlichungen im Zusammenhang mit dem Projekt:

https://doi.org/10.3390/fluids5040208

Finanzierung

Das Forschungsvorhaben wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Projektnummer 462581008