Lehr-Pilotanlage zur Messung von Geschwindigkeit und Widerstand bei Zweiphasenströmungsmustern

Einführung

Die Ausbildungseinheit für Zweiphasenströmungsmuster, Geschwindigkeits- und Widerstandsmessung und -regelung ist ein integriertes, lehrmaßstäbliches Lehrsystem, das für Ingenieurlabore auf Universitätsniveau konzipiert wurde. Entwickelt, um die Lücke zwischen theoretischer Strömungsmechanik und praktischer Verfahrenstechnik zu schließen, ermöglicht diese Einheit den Studierenden, die Dynamik von Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenströmungen systematisch zu beobachten, zu messen und zu analysieren. Durch die Nutzung von hochtransparenten Testabschnitten zusammen mit industriellen Instrumenten bietet die Plattform klare visuelle und quantitative Einblicke in Strömungsregimewechsel, Geschwindigkeitsverteilungen und Reibungsdruckabfälle über mehrere Leitungsgeometrien hinweg.

Systemanpassung und Vielseitigkeit

Um den vielfältigen Lehrplananforderungen und räumlichen Beschränkungen globaler akademischer Institutionen gerecht zu werden, zeichnet sich diese Lehr-Pilotanlage durch ein modulares Designrahmenwerk aus. Sowohl die Hardwarekomponenten – wie spezifische Rohrgeometrien, Sensorbereiche und Konfigurationen von Hilfsleitungen – als auch die Softwareschnittstellen, einschließlich Datenerfassungsmodule und Steuerungs-Dashboards, können angepasst werden. Dies stellt sicher, dass die Ausrüstung mit den spezifischen pädagogischen Zielen Ihrer Abteilung und den räumlichen Beschränkungen Ihres Labors übereinstimmt.

Wichtige pädagogische Merkmale und technische Vorteile

• Vergleichsanalyse mehrerer Geometrien: Die Anlage verfügt über drei verschiedene experimentelle Strömungskanäle – rund, quadratisch und rechteckig –, die es den Studierenden ermöglichen, die Auswirkung der Querschnittsgeometrie auf das Fluidverhalten und den Widerstand direkt zu vergleichen.
• Untersuchungen zur Strömungsstörung: Konfigurierbare interne Strömungsstörer können in die Testabschnitte eingefügt werden, was eine praktische Analyse der Grenzschichtablösung, turbulenten Mischung und lokalen Änderungen des Strömungswiderstands ermöglicht.
• Industrielle Instrumentierung: Ausgestattet mit Differenzdruckgebern und verschiedenen Durchflussmessgeräten macht die Einheit die Studierenden mit den tatsächlichen Instrumenten, Kalibrierverfahren und Sensortechnologien vertraut, die in modernen Prozessanlagen eingesetzt werden.
• Digitale Datenerfassung: Die Echtzeiterfassung und -visualisierung von Daten wird über eine 15,6-Zoll-Touchscreen-Oberfläche mit integrierten Kommunikationsoptionen erleichtert, was die Fernübertragung von Daten und cloudbasierte Protokollierung für kollaborative Laborberichte unterstützt.
• Prozesssicherheit: Da das System mit harmlosen Fluiden (Wasser und Luft) betrieben wird, ist es mit einer aktiven Differenzdrucküberwachung ausgestattet, um eine Überdruckentwicklung zu verhindern, was eine sichere, von Studierenden geführte Lernumgebung gewährleistet.

Details & Teile

Technische Spezifikationen

Lehrplanintegration und Experimentelle Module

Diese Lehr-Pilotanlage ist darauf ausgelegt, Kernlaborarbeiten im Chemieingenieurwesen, Umweltingenieurwesen, Bauingenieurwesen und Lebensmittelverfahrenstechnik zu unterstützen.

Die Integration dieser Module hilft den Studierenden, abstrakte mathematische Formulierungen einzuordnen. Wenn sie beispielsweise Impulstransport und Fluidströmung in Transport Processes and Unit Operations studieren, können die Studierenden von der Berechnung theoretischer Reynolds-Zahlen zur physischen Anpassung von Wasser-Luft-Verhältnissen und der Beobachtung der entsprechenden Strömungsmuster übergehen.

Ebenso bietet das physikalische System einen praktischen Kontext für Prinzipien, die in Unit Operations of Chemical Engineering diskutiert werden, wobei Widerstandsbeiwerte, Zweiphasendruckabfälle und Grenzschichteffekte wichtige Themen sind. Für fortgeschrittene Studierende, die an Abschlussprojekten arbeiten, die von Chemical Engineering Design geleitet werden, dient die Einheit als hervorragende Referenz für das Verständnis der Installation von Instrumentenschleifen, Prozesssicherheitsverriegelungen und realistischer Kriterien für die Leitungsdimensionierung.

Anpassung an Laborlehrpläne

Da sich Lehrmethoden weltweit unterscheiden, bleiben die Softwarealgorithmen, Sensorlayouts und Strukturkonfigurationen der Plattform vollständig anpassbar. Ob Ihr Lehrplan das manuelle Ablesen von Instrumenten und Handberechnungen oder vollautomatisierte, gesteuerte Steuerungssysteme mit industrieller SCADA-Integration betont, sowohl die Hardware als auch die Software können geändert werden, um Ihren Lehrstandards zu entsprechen.

Über LABPARK

LABPARK widmet sich seit über 20 Jahren der Unterstützung von Hochschuleinrichtungen durch die Entwicklung und Herstellung fortschrittlicher experimenteller Ausrüstung. Das Unternehmen konzentriert sich auf sechs Hauptdisziplinen: Chemie, Chemieingenieurwesen, Biologie, Lebensmittelwissenschaft, Pharmazie und Umweltingenieurwesen.

Mit einem starken Fokus auf ingenieurtechnische Strenge und pädagogische Relevanz hält LABPARK 209 technische Patente und hat mit mehr als 289 Universitäten weltweit zusammengearbeitet. Alle Forschungs-, Design- und Fertigungsaktivitäten werden in unserer modernen 49.000 Quadratmeter großen Produktions- und F&E-Einrichtung durchgeführt, was eine hohe Qualitätskontrolle und zuverlässige Leistung für akademische Labore weltweit gewährleistet.

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