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Die Rolle poröser Strukturen bei der Schallreduzierung von Axialventilatoren (de)
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Abstract:
Wärmepumpen und Lüftungsanlagen gewinnen eine immer größere Bedeutung, um möglichst umweltfreundlich ein gesundes Raumklima in Wohn- und Arbeitsräumen zu schaffen. Die von den Anlagen ausgehende Schallemission ist ein bedeutender Faktor für die Akzeptanz der Anlagen durch Menschen in ihrer Umgebung. Die eingesetzten Axialventilatoren stellen dabei eine der Komponenten mit der höchsten Schallerzeugung dar. In der Zuströmung der Ventilatoren liegt häufig ein gestörtes Strömungsfeld durch vorgelagerte Schutzgitter, Wärmeübertrager oder Luftfilter vor. Aufgrund der erhöhten Turbulenz in dieser ist der induzierte Schalldruckpegel im Vergleich zur freien Ausströmung meist deutlich erhöht.Eine vielversprechende Möglichkeit, den an der Vorderkante erzeugten Schall zu reduzieren, ist das Einbringen poröser Strukturen mit Hilfe additiver Fertigungsverfahren wie dem selektiven Laserstrahlschmelzen (PBF-LB). Die hier in der Vorderkante eingebrachten porösen Strukturen basieren auf klar definierten geometrischen Einheitszellen. In den vorgestellten Untersuchungen wird ein modularer Aufbau vorgestellt, welcher die effiziente und ressourcenschonende Variation verschiedener poröser Strukturen am Axialventilator ermöglicht. Die modifizierten Axialventilatoren werden auf ihre aerodynamischen Eigenschaften, wie der Effizienz und dem Druckaufbau, als auch den akustischen Eigenschaften, wie der Freifeld Schallemission in dem Axialventilatorprüfstand des LSTM Erlangen untersucht. Basierend auf den Untersuchungen lassen sich schallreduzierende Effekte, aufgrund der porösen Strukturen feststellen, welche in Korrelation zu den gewählten Strukturabmessungen stehen.