Assessment of an Innovative Compressor Design

Titel in Übersetzung: Evaluierung eines neuen Kompressorkonzeptes

Christoph Niederseer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Viktor Schauberger etablierte sich im Laufe seines Lebens zu einem bemerkenswerten Naturwissenschaftler, Erfinder und Philosoph. Durch jahrelange Beobachtung von Wasserbewegungen in der Natur kam er zu dem Schluss, wenn Wasser durch doppelgewendelte Kupferrohre strömt, es zu Effekten unter gewissen Bedingungen kommen kann, bei der sich die Reibung erheblich verringert. Seine These ließ er sich im Jahr 1952 von Prof. Pöpel an der Technischen Universität Stuttgart experimentell bestätigen. Der Abschlussbericht dieses Versuches war die Grundlage für die Diplomarbeit. Basierend auf den Ergebnissen und der Theorie Schaubergers wurde eine Machbarkeitsstudie durchgeführt. Es wurde untersucht ob diese vermuteten Effekte für die Motoraufladung in der Automobilindustrie anwendbar sind und ob eine weitere Forschung in diese Richtung sinnvoll wäre. Die Behauptung von Schauberger konnte im Rahmen dieser Arbeit mit numerischer Strömungssimulation (CFD, Computational Fluid Dynamics) nicht bestätigt werden. Die simulationsbasierte Rekonstruktion des Experimentes führte wie erwartet zu einem linearen Verhältnis zwischen Durchfluss und den Strömungsverlusten in Rohrleitungen. Rohre mit größerer Oberfläche und somit mit größerer Reibungsfläche führten zu niedrigeren Wirkungsgraden. Die Ergebnisse aus dem Jahr 1952 lassen sich nur durch einen fehlerhaften Versuchsaufbau und einer sehr unwissenschaftlichen Auswertung der Messungen erklären. Die Idee von Herrn Franz Mayr , Mitarbeiter der Firma Magna Steyr, war es eine völlig neue Art von Verdichter mit Spiralkanäle zu konstruieren. Für die Untersuchung wurde ein herkömmlicher Turbolader als Referenz gewählt. Diese zeigen mit zunehmender Drehzahl höhere Druckverhältnisse. Das Konzept mit den Spiralkanälen zeigte ein entgegengesetztes Verhalten und weist die beste Verdichtung bei niedrigen Drehzahlen auf und ist in der Lage den Turbolader in diesem Drehzahlbereich zu schlagen. Aufgrund der Ergebnisse wurde ein zweiter Turbolader mit höheren Durchflussraten bei niedrigeren Drehzahlen als Vergleich herangezogen. Auch diese Untersuchung kam zum selben Ergebnis. Der Spiralverdichter erreicht höhere Druckverhältnisse als der Referenz-Turbolader im unteren Drehzahlbereich. Die Ergebnisse der Strömungssimulationen zeigten, dass die Anfangs geplante Anwendung des Konzeptes im Bereich des Turboladers nicht sinnvoll wäre. Das Konzept des Verdichters mit Spiralkanälen soll für einen Anwendungsbereich eines mechanischen Laders im niedrigeren Drehzahlbereich evaluiert werden. Dazu sind weitere Forschungsarbeiten notwendig. Die Strömungssimulation müsste von einer entsprechenden Firma bzw. Institut durchgeführt werden und sollte experimentell verifiziert werden.
Titel in ÜbersetzungEvaluierung eines neuen Kompressorkonzeptes
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Mayr, Franz, Betreuer (extern), Externe Person
  • Brandstätter, Wilhelm, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung4 Apr. 2014
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2014

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Viktor Schauberger
  • Motoraufladung
  • CFD
  • Kompressor
  • Verdichter
  • Spirale
  • Strömungssimulation

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