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Actaris entwickelt neuartige Gasuhren mit Hilfe der Simulations-Software EFD.Lab
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Actaris hat bei der Entwicklung einer neuen Serie innovativer Gasuhren die Software EFD.Lab von der
Flomerics-Tochter NIKA zur rechnergestützten Simulation der Dynamik von Gasen und Flüssigkeiten (CFD) eingesetzt.
Die neuen Messuhren arbeiten nach einem einzigartigen Prinzip, bei dem ein Hindernis in den Durchflussweg gebracht
wird und die dadurch entstehenden Schwingungen mit einem Sensor gemessen werden, um so die Durchflussrate zu errechnen.
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Actaris hat die Dattus fM2 Gasuhren mit Hilfe der Software EFD.Lab
von der Flomerics-Tochter NIKA zur rechnergestützten Strömungssimulation entwickelt.
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„Mit EFD.Lab waren wir bei Actaris in der Lage, die Durchflussgeschwindigkeit und -richtung und den Druck schnell
und präzise zu simulieren, um neue Konzepte zu überprüfen, ohne mit großem Zeit- und Kostenaufwand eine Reihe von
Prototypen bauen zu müssen,“ erklärte hierzu Ibne Soreefan, Projektmanager bei Actaris. „Außerdem hat uns EFD.Lab
viel mehr Informationen geliefert, als sich an einem Prototypen ermitteln lassen. Dadurch konnten unsere Ingenieure
die optimale Konstruktion in deutlich kürzerer Zeit erreichen.“
Actaris ist ein weltweit führendes Unternehmen bei der Entwicklung und Herstellung von Verbrauchszählern und Systemen
für Strom, Gas, Wasser und Wärme. Die Actaris Gasuhren der Serie Dattus fM2 arbeiten nach dem Prinzip der Schwingung
strömender Medien. Der Gasfluss wird geteilt, um Störungen im Zulaufweg zu vermeiden, und anschließend gegen ein Hindernis
geleitet. Der Strahl schwingt auf und ab, wobei Wärmesensoren Temperaturschwankungen des schwingenden Gasstroms erfassen.
Um die Gasmenge zu bestimmen, die durch die Gasuhr strömt, wird die Anzahl der Schwingungen zwischen den Sensoren gezählt.
Diese innovative Lösung ist besonders kompakt und arbeitet völlig ohne bewegliche Teile, wodurch keinerlei Wartung benötigt
und sie im Vergleich zu anderen Bauformen eine längere Lebensdauer erreicht.
Die Ingenieure bei Actaris standen bei der Entwicklung dieser neuartigen Konstruktion vor einer Reihe schwieriger
Herausforderungen. So ist es z.B. besonders wichtig, dass die Strömungsverhältnisse im Inneren der Messuhr in einem großen
Durchsatzbereich gleich bleiben, um eine genaue Messung über diesen gesamten Bereich zu gewährleisten. Diese Genauigkeit
lässt sich zwar anhand von Prototypen ermitteln, wobei diese Prototypen jedoch keinen Aufschluss über die Strömungsverteilung
liefern. Die Ursachen von Messfehlern lassen sich so nur schwer bestimmen. In der Vergangenheit hatten die Actaris-Ingenieure
mit einer CFD-Software gearbeitet, die so teuer war, dass sie zu Einschränkungen an anderen Stellen des Entwicklungsbudgets
zwang. Sie wechselten zu EFD.Lab, nachdem die Support-Ingenieure von NIKA vorgeführt hatten, dass sie die gleiche Genauigkeit
wie die High-End-Software zu einem Bruchteil der Kosten bieten konnten. EFD.Lab benötigt außerdem deutlich weniger Zeit,
um den Gasstrom durch die Messuhr zu simulieren.
Bei der Entwicklung des Gaszählers fM2 untersuchten die Actaris Ingenieure eine Vielzahl unterschiedlicher Konzepte als
Software-Prototypen. Dabei erstellten Sie visuelle Darstellungen der Strömungsverhältnisse bei den verschiedenen Durchflussraten,
die die Messuhr in ihrem Anwendungsbereich abdecken muss. Sie untersuchten die Veränderungen der Strömungsverteilung bei
steigender Durchflussrate im Übergangsbereich zwischen laminarem und turbulentem Verhalten. Sie beobachteten Wirbel und
wie diese sich je nach Durchflussrate veränderten. „Die Simulationen haben uns dabei geholfen, einen visuellen Eindruck
des Gasstroms zu erhalten und zu verstehen, in welcher Form die Messuhr auf Änderungen der entscheidenden Parameter reagiert.
Auf diese Weise haben wir in viel kürzerer Zeit einen optimierten Prototyp realisieren können.“
Interessierte Leser können sich
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