Physikalische Modellversuche für vertikale Pumpsysteme

Die Strömungsverhältnisse innerhalb von Einlaufkammerbauwerken sollten stets den Vorgaben nach Stand der Technik entsprechen, um die spezifizierten Fördermengen an Kühl- oder Abwasser für alle Betriebszustände bereitstellen zu können. Vor allem für Pumpen mit hohen spezifischen Drehzahlen sollte die direkte Anströmung wirbelfrei und möglichst ohne übermäßigen Drall sein. Zusätzlich wird eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung auf Höhe der Laufradebene vorgeschrieben.

Mit physikalischen Modellversuchen können Strömungsverhältnisse innerhalb von Bauwerksstrukturen bewertet, optimiert und dokumentiert werden. Die Vorgehensweise ist in gängigen Standards spezifiziert. Da in der Regel freie Oberflächen zu modellieren sind, wird der Froud´sche Modellansatz gewählt, d.h. die Froude-Zahl des Prototypen stimmt mit der des Modells überein. Der Modellmaßstab beträgt etwa 1:8 bis 1:12. Größere Skalierungen sollten zur Vermeidung von Maßstabseffekten vermieden werden. Optimierungsmaßnahmen müssen vor Ort umsetzbar sein. Hierbei ist auch der Zeit- und Kostenfaktor zu berücksichtigen.

Numerischen Verfahren werden mehr und mehr zur Analyse von Einlaufkammerströmungen eingesetzt. In Kombination mit physikalischen Modellversuchen können detaillierte und übertragbare Ergebnisse für ein weites Feld an Anwendungen erzielt werden. Zur Überprüfung der Rechnungen können Ergebnisse von der Realstruktur und aus dem Modellversuch herangezogen werden.