Schneesimulation

Simulation des Eindringens von Schnee in ein Filterhaus

Ein Hersteller von Ansaugsystemen plant, in Sibirien eine Anlage zum Ansaugen von Verbrennungsluft für eine Gasturbine zu installieren. In Abhängigkeit von den Umweltbedingungen soll das System mit einer Wetterhaube versehen werden, um sicherzustellen, dass kein Schnee in das Filterhaus eingesaugt wird. Die Umgebungstemperaturen liegen in dieser Region zwischen -60 °C und +40 °C.

Für das Filterhaus des Ansaugsystems soll die Menge des eingesaugten Schnees bestimmt werden. Dies soll bei Windstille und bei einer maximalen Windgeschwindigkeit von 31 m/s ermittelt werden.

Aufgabenstellung / Berechnung

Es werden für beide Strömungsvarianten vier unterschiedliche Schneepartikeldurchmesser mit jeweils drei verschiedenen Partikelformen untersucht. Unter den Bedingungen am Aufstellungsort (T < -20 °C, trockene Luft) ist mit Schneepartikeln in Form von unverreiften hexagonalen Platten bzw. Prismen mit einer Größe von d <= 1 mm zu rechnen. Um Vergleichswerte zu erhalten, erfolgt auch eine Auswertung für unverreifte Kristalle und unverreifte irreguläre Partikel. Es wird ein Durchmesserbereich der Partikel von 0,5 bis 2,0 mm betrachtet.

Ergebnisse

Bei Windstille ist zu erwarten, dass zwischen 5 und 10% des Schnees eingesaugt wird. Dies ergibt bei 10 mm Niederschlag (hexagonale Platten, 1 mm Durchmesser) in 24 Stunden eine Beladung von ca. 0,3-0,6 kg/h je Filtereintrittsfläche. Bei größeren Partikel.

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Stefan Merkle
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