Geometrie / geometrischer Aufbau

Definition: Strömungsleitelemente sind dünnwandige Bauteile, die in einen Strömungskanal (z.B. Rohr) eingebaut werden (Abb. 1). Aufgabe der Strömungsleitelemente ist es, die Strömungsführung in einem Kanal so zu gestalten, dass ein Fluidstrom in Teilströme aufgeteilt wird und diese Teilströme abwechselnd an die Wand des Strömungskanals geführt und/oder die Teilströme untereinander in Kontakt gebracht werden. Dadurch können Austauschvorgänge mit der Kanalwand und/oder zwischen Teilströmen (programmiert) ablaufen.

Abb. 1: Strömungsleitelement im Rohr

Strömungsleitelemente werden aus Grundformelementen aufgebaut. Abb. 2 zeigt beispielhaft ein Grundformelement in einem rechteckförmigen Kanal. Die geometrische Form ist so konstruiert, dass Fluidströme mit minimalem Druckverlust auf definierten Strömungspfaden das Strömungsleitelement durchströmen.

Abb. 2: Grundformelement eines rechteckförmigen Kanals

Die komplexe Form der Strömungsleitelemente wird konstruktiv mit Hilfe von B-Spline Flächen (Freiformflächen) realisiert und erfordert eine relativ dichte Anordnung der B-Spline Kontrollpunkte. Die Eingabe der Kontrollpunkte von Hand über CAD ist sehr zeitaufwendig. Am IMVT werden die Kontrollpunkte per Softwarefunktion abhängig von geometrischen und physikalischen Randbedingungen definiert.

Geometrischer Aufbau der Strömungsleitelemente

Ein Strömungsleitelement ist in der Regel aus einem oder mehreren parallel angeordneten Grundformelementen aufgebaut.

Abb. 3: Parallelanordnung von 3 Grundform-             Abb. 4: Parallelanordnung von  2 Grundform-

elementen in X-Koordinatenrichtung                          elementen in Y-Koordinatenrichtung