Több évtizedes tapasztalattal támogatjuk partnereinket összetett mérnöki problémák megoldásában.

Méréstechnikai, matematikai modellezési módszerekkel részletesen feltérképezzük az adott áramlástani vagy mérnöki folyamatot. A probléma megértése után lehetséges megoldási irányokat dolgozunk ki, amelyeket kis léptékű kísérletekkel vagy numerikus szimulációkkal validálunk. Ezzel a megközelítéssel számos üzemeltetési és termékfejlesztési kihívásra sikerült már megbízható és innovatív választ adnunk.

Kompetenciáink

Tanszékünk hosszú múltra tekint vissza az áramlástechnikai és általános gépészeti méréstechnika, a klasszikus matematikai modellezés, esetenként az analitikus megoldások területén. Ezek mellett a legkorszerűbb numerikus áramlásszimulációkat és modellezéseket használjuk, amelyeket lehetőség szerint laboratóriumi kísérletekkel validálunk. A ~900 m2-es laborterületünk és laborszemélyzetünk segítségével teljeskörűen végezzük kis- és nagyminta kísérleti berendezések tervezését, gyártását, összeállítását, tesztelését és dokumentálását, akár kutatási, akár ipari szakértési vizsgálatokhoz.

Együttműködő partnereink:

Szakértői tevékenységeink

Áramlástani szimulációk – CFD

Gyakran jelent kihívást, hogy a geometriai és üzemeltetési paraméterek hatását csak költséges kísérletekkel lehet vizsgálni, mivel a szükséges gyártási eljárások drágák és időigényesek. Emellett sok esetben az áramlási struktúrák, erőhatások, leválások vagy hőátadási jelenségek sem mérhetők közvetlenül, vagy egyszerűen nem tehetők láthatóvá.

Ilyen helyzetekben numerikus áramlástani szimulációkat – azaz Computational Fluid Dynamics (CFD) – alkalmazunk, amely rugalmasan használható a legkülönfélébb ipari problémák megoldására.

Tapasztalatunk kiterjed többek között:

  • többfázisú áramlások modellezésére,

  • összenyomhatatlan (pl. víz, olaj) és összenyomható (pl. levegő, hidrogén) közegekre,

  • nemnewtoni viselkedésű folyadékokra (pl. élelmiszer- vagy vegyipari anyagok),

  • örvénygépek (pl. szivattyúk, ventilátorok, keverők) vizsgálatára,

  • valamint hőátadási és termikus jelenségek szimulációjára

Áramlástani méréstechnika

Egy berendezés működésének pontos megértéséhez elengedhetetlenek a megbízható mérések. Infrastruktúránk lehetővé teszi laboratóriumi és helyszíni vizsgálatok elvégzését is. Több mint 900 m² alapterületű laboratóriumunk két vízfelületű és 60 m³ össztérfogatú medencével, valamint kiépített csőhálózati rendszerrel rendelkezik, így az áramlástechnikai rendszerek számos elemének vizsgálatára alkalmas.

A mérésekhez nagy pontosságú nyomástávadókat és térfogatáram-mérőket alkalmazunk, a kapott jeleket fejlett jelfeldolgozó rendszerrel elemezzük. Saját fejlesztésű mérőeszközeink lehetővé teszik a helyszíni, időfüggő nyomás- és térfogatáram-mérések elvégzését, akár valós idejű adatfeldolgozással is. A lokális áramlási sebesség meghatározásához  korszerű Lézer-Doppler Anemométer (LDA) is rendelkezésre áll.

Mérőrendszereinkkel az alábbi típusú vizsgálatokat tudjuk elvégezni:

  • csőelemek veszteségtényezőinek meghatározása,

  • szivattyúk jelleggörbéinek felvétele,

  • csatornaáramlási problémák elemzése,

  • különféle áramlási ellenállások mérése.

Termékfejlesztés

Új termék fejlesztésekor gyakran nem alkalmazhatók a korábban bevált módszerek, ezért az elméleti háttér kiemelt szerephez jut. A lehető legjobb prototípus megalkotásához analitikus megközelítéseket és numerikus szimulációkat kombinálunk, melyek segítségével egy egyszerűsített, úgynevezett redukált modellt hozunk létre. Ez a modell megbízhatóan képes előre jelezni a rendszer viselkedését.

A modell felhasználásával, valamint különböző paraméterek – például teljesítmény, költséghatékonyság – figyelembevételével optimalizációt végzünk, hogy a lehető legjobb konstrukciót érjük el. Az így megtervezett prototípusokat igény esetén saját laboratóriumunkban le is gyártjuk, majd mérésekkel igazoljuk azok működőképességét és hatékonyságát.

Modellezési és optimalizálási tapasztalatunkat nemcsak ipari partnereink visszajelzései, hanem nemzetközileg is elismert kutatási eredményeink is megerősítik.

Mérőkör fejlesztés

Az innovatív, egyedi megoldások fejlesztése gyakran speciális tesztrendszereket igényel. Laboratóriumunk jól felszerelt műhelyében maró-, fúró- és esztergagépek állnak rendelkezésre, amelyek lehetővé teszik egyedi tesztberendezések gyártását és összeszerelését. A fejlesztési folyamat során tapasztalt mérnökeink megtervezik, legyártják, majd az adott megrendelői igényekhez igazítva összeállítják az új mérőberendezéseket.

Az alkalmazási céloknak megfelelően kiválasztjuk és beszerezzük a szükséges szenzorokat és adatgyűjtő eszközöket, valamint igény esetén elkészítjük a testreszabott kiértékelő és adatfeldolgozó szoftvert is, hogy a teljes mérési lánc az adott projekt igényeihez igazodjon.

Laboratórium

Hidraulikai laboratórium nagy teljesítményű mérőkörökkel

Laboratóriumunk 900 m²-es területe lehetőséget biztosít nagy térfogatáramú mérések elvégzésére különböző közeggel, például vízzel (pl. tolózárak, szelepek, szivattyúk) és levegővel (pl. ventilátorok, légtechnikai elemek). A labor része egy gyors prototipizálásra alkalmas, jól felszerelt műhely, ahol szakképzett munkatársaink biztosítják az egyedi mérőrendszerek gyors és pontos kivitelezését.

Rendelkezésre áll továbbá egy olajhidraulikus kör, valamint egy nagy kiterjedésű, nyílt felszínű vízmedence is. Nyílt felszínű vízcsatornánk és kavitációs csatornánk segítségével komplex áramlástechnikai vizsgálatokat tudunk elvégezni. A labor nagy belmagassága lehetővé teszi egyedi mérőkörök telepítését, akár különleges beépítési igények esetén is.

Referenciamunkáink

Stacionárius csőhálózat-modellezés

Több partnerünknek is végeztünk stacionárius csőhálózat modellezést saját fejlesztésű kóddal (Staci programmal), és az EPANET szoftverrel egyaránt. E számításokkal a csőhálózatok állandósult állapotbeli viselkedését vizsgáljuk, úgymint ágáramok, áramlási sebességek, csomóponti nyomások, nyíltfelszínű ágak (csatornák) vízszintjei, vízkor (tartózkodási idő) és klórkoncentráció-eloszlás. Továbbá a saját fejlesztésű programunk fut partnerünk térinformatikai rendszere háttértámogatásaként, így bármely üzemállapot-módosítás hatása a hálózatra az automatikus szimuláció segítségével azonnal ellenőrizhető.

Partnerek: Fővárosi Vízművek, Soproni Vízmű Zrt.

Tranziens csőhálózat-modellezés

Partnerünk megkeresésére a Tanszék magyarországi városok hidraulikai rendszereiben lévő nagyfogyasztók hatásait vizsgálta a megépítendő vízhálózatra, különös tekintettel a tranziens (átmeneti) jelenségekre. A modellezés két fő részre osztható: a szivattyúk hirtelen leállítására és indítására, illetve az ipari fogyasztás hirtelen leállására. Különös figyelmet fordítottunk az egyes vezetékekben kialakuló minimális (légköri nyomás alatti) és maximális (>10 bar) nyomásszintekre, mivel az első esetben infiltráció (talajvíz beszennyezés) ill. csőhorpadás, vagy akár folyadékszál-szakadás következhet be; míg a magasnyomások esetében csőtörés jelentkezhet. A vizsgálatok számítógépes szimuláció segítségével történtek.

Partnerek: FŐMTERV Mérnöki Tervező Zrt., Soproni Vízmű Zrt.

Áramlástechnikai gép jelleggörbéinek mérése

Partnereink telephelyein számos anyagszállítási, szivattyúzási feladat adódik, amelyeket gyakran centrifugál vagy épp térfogatkiszorítású gépekkel látnak el. Az alkalmazott szivattyúk H(Q); P(Q); NPSH(Q) jelleggörbéit vagy helyszíni méréssel, vagy a BME-re történő átszállítás után a laboratóriumunkban határoztuk meg. Vizsgáltunk kisméretű (pl.: keringető szivattyú), és nagyméretű, ipari (pl. redukált kőolaj közegű) szivattyúkat is; valamint széria, illetve egyedi gyártású kiviteleket is.

Partnerek: Robert Bosch Kft., Trans Lex Work Kft., D-Tech Kft., PannErgy Nyrt., Gömbmotor Kft.

Szivattyú járókerék alakjának optimalizálása

Az áramlástechnikai gépek által felhasznált energia igen jelentős hányadot jelent a világon megtermelt mennyiségből, így akár kismértékű hatásfokjavulás is globálisan jelentős energiamegtakarítást jelent. Továbbá, akkor is fejleszthető a geometriai kialakítás, ha nem víz, hanem speciális, akár nemnewtoni reológiájú a szállítandó közeg. A kapcsolódó vizsgálataink során szivattyú járókerék alakjának mérésekkel és numerikus szimulációkkal történő vizsgálatát és optimalizálását végeztük víz közegre.

Partnerek: Grundfos South East Europe Kft., Elpumps Kft.

Kontrasztanyag-keveredési vizsgálatok

A munkánk során orvostechnikai cég számára azt vizsgáltuk, hogyan keverednek össze a véráramba jutatott különböző viszkozitású kontrasztanyagok a vérrel. A kétkomponensű folyadékáramlás modellezésére két-dimenziós áramlástani szimulációkat alkalmaztunk. Különös figyelmet fordítottunk arra, hogy a kontrasztanyag katéteren át történő befecskendezésekor miként alakul a keveredés minősége. Eredményeink segítettek megérteni, milyen tényezők befolyásolják a keveredési folyamatokat, amellyel Partnerünk az orvosi képalkotás minőségét tudta növelni.

Partner: GE HealthCare

Kajaklapát fejlesztése

Az élsportban a sportoló teljesítménye mellett nagy jelentőséggel bírhatnak a használt sporteszköz műszaki paraméterei. Partnerünk részére numerikus áramlásszimuláció alkalmazásával és validációs célú laboratóriumi mérések segítségével a piacon lévő, vizsgált kajaklapátoknál jobb áramlástani tulajdonságokkal rendelkező kajaklapát geometriát fejlesztettünk.

Partner: Best Paddle Sportszergyártó és Forgalmazó Kft.

Csövek, csőidomok, áramlástechnikai mérőrendszerek vizsgálata

Az áramlástechnikai szerelvények és idomok vizsgálatainak elsődleges célja a hazánkban érvényes szabványoknak való megfelelőség és a gyártó által közölt adatoknak független, külső igazolása. Ezenfelül laboratóriumunkban partnereink számára végeztünk veszteségtényező méréseket, valamint szivárgás és nyomáspróba vizsgálatokat is.

Partnerek: Euroflow Zrt., Kristály Kft., Elpumps Kft., Ometrys Kft., ASG Kft.

UV víztisztító – csírátlanító berendezés tervezése

A kutató és tervező munkánk eredményeként egy egyedi gyártású UV víztisztító berendezés készült el a csepeli ivóvíz-kezelőműbe a klóros víztisztítás kiegészítésére. Hidraulikai és CFD alapú dózis számításokat készítettünk, valamint saját laborméréseket is végeztünk az UV csövek kiosztásának, valamint intenzitásának becslésére vonatkozóan.

Partner: Fővárosi Vízművek Zrt.