Ventil

Unser Kunde, ein Komponentenhersteller, hatte die Aufgabe, den Druckverlust in seinem Ventil zu reduzieren. Gleichzeitig sollte die Dichtungstechnik optimiert werden.

Die besondere Herausforderung lag darin, dass das durchströmende Medium stark unterschiedliche Temperaturen hat und die O-Ringe Temperaturschwankungen von etwa 120° C in sehr kurzer Zeit erfahren. Der Kunde hatte schon nach dem Trial-and-Error-Prinzip Versuche gemacht, war aber zu keinem befriedigenden Ergebnis gekommen. Nachdem wir ihm empfohlen worden waren, untersuchten wir als erstes den Status Quo. Es war erforderlich, den Kundenprozess zu verstehen, um daraus die (mathematischen) Randbedingungen der Simulation abzuleiten. Darauf aufbauend konnten wir ein Multiphysik-Modell des Status-Quo, bestehend aus:

  • CFD-Simulationen unter Berücksichtigung des Öffnungsgrades des Ventils
  • Wärmeleitungsmodell im Gehäuse
  • Wärmeleitungsmodell im O-Ring

mit den Versuchen des Kunden abgleichen und so das Modell validieren. Dies war unserem Kunden besonders wichtig, da er bis dato nur wenig Erfahrung mit Simulationen hatte und sein Vertrauen auch schwarz auf weiß bestätigt sehen wollte.

Mit diesem validierten Modell konnten nun gezielte Optimierungen per Simulation durchgeführt werden. Unsere Ingenieure arbeiteten in dieser Phase intensiv mit der Konstruktionsabteilung des Kunden zusammen, die für diese speziellen Bauteile und deren Fertigung naturgemäß sehr erfahren war.

Als Ergebnis konnte nicht nur der Druckverlustbeiwert reduziert werden, sondern auch durch die Optimierung der Dichtungsgeometrie eine erheblich geringere Leckrate im geschlossenen Zustand erzielt werden.

Dieser „Workflow“ hat sich mittlerweile so bewährt, dass dieser Kunde uns regelmäßig beauftragt, um ihn bei der Optimierung seine Bauteile zu unterstützen.