Delta Wing®

Kurzbeschreibung des DELTA WING®-Prinzips

Bevor auf die aktuelle Anwendung eingegangen wird, soll das Verständnis der DELTA WING®-Technologie durch eine kurze Einführung in die Funktionsweise erleichtert werden. Der Name DELTA WING® stammt aus der Luftfahrtwissenschaft, wo Vorderkantenwirbel von allen dreieckigen Flugzeugflügeln bekannt sind. Diese Wirbel unterscheiden sich von den üblicherweise bekannten Karman-Wirbeln, die durch Strömungsablösung an sphärischen Körpern entstehen, die sich in einem strömenden gasförmigen oder flüssigen Fluid befinden. Charakteristisch ist das Oszillieren des resultierenden Wirbelfeldes. Im Gegensatz dazu oszillieren die Vorderkantenwirbel nicht, sondern behalten ihre geometrische Form und ihre Position im Raum bei (siehe Abb. 1).

Abb. 1

So erzeugt jede Scheibe ihre definierten Breiten und geometrisch stabilen Wirbel, sobald sie einer Strömung ausgesetzt wird (siehe Abb. 2). Der Betrieb ist lastunabhängig und das resultierende Strömungsfeld ist stabil. Deshalb sind später nicht nur keine Nachjustierungen notwendig, sondern der Konstrukteur kann darüberhinaus ein vorhersehbares Strömungsfeld erzeugen. Während sich numerische Methoden immer mehr durchsetzen, muss man feststellen, dass – zumindest derzeit – CFD-Methoden nicht ausreichen und alle Untersuchungen an physikalischen Modellen durchgeführt werden müssen.

Das oben beschriebene physikalische Phänomen der Vorderkantenwirbel wurde von Balcke-Dürr weltweit erstmalig für den Industriesektor und Kraftwerksbereich bereits vor über 35 Jahren zur Anwendung gebracht. Seitdem wurden intelligente Misch- und Strömungsführungslösungen entwickelt, die ein Strömungssystem in seiner Gesamtheit bedienen und damit eine konkurrenzlose Ergebnisqualität erzielen. Als Basis dienen unsere optimal für diesen Zweck gearbeiteten Modelle und die Einhaltung aller, für den Modellierungsprozess notwendigen Ähnlichkeitsbedingungen.

Abb. 2

DELTA WING® für Industrie- und Energieversorgungsanwendungen

Die DELTA WING®-Technologie von Rothemühle dient als zuverlässiges und wartungsfreies Mittel für zahlreiche Anwendungen in der Industrie und der Energieversorgungsbranche. Über Jahrzehnte entwickelte BDRM Misch- und Strömungsleitsysteme, die das Strömungssystem als Ganzes berücksichtigen. Unter den zahlreichen Anwendungen sind insbesondere die, trotz ihrer äusserst anspruchsvollen Komplexität, nahezu perfekten Anströmungsresultate von SCR-Katalysatoren und ESP’s zu nennen. Darüber hinaus ist die DELTA WING®- Technologie auch bestens zur Dispergierung von Schüttgütern, z.B. bei der Trockensorption, geeignet. Unsere Mischerscheiben sind in der Lage, auch hohe staubbeladene Gasströme optimal zu mischen und durch ihr Kanalsystem gezielt auf und in einen SCR-Katalysator oder ein ESP zu leiten. In beiden Fällen werden problematische Zulaufbedingungen elegant beherrscht, so dass unerwünschtes Verhalten wie Strömungsablösungen, Rückströmung, Verstopfung und Ablagerungen oder lastabhängige Strömungsungleichgewichte vermieden werden können. Das Ergebnis ist ein vorhersehbares ausgeglichenes oder geformtes Einströmfeld über den gesamten Querschnitt. Besonderes Augenmerk muss auf die Feststoffe in der Strömung gelegt werden. Die üblichen Bedenken der Betreiber beziehen sich auf Staubablagerungen und Erosionen an den Platten, Stützkonstruktionen und Kanälen. Durch die tangentiale Strömung an der Scheibenoberfläche bleibt diese durch das Wirbelfeld prinzipbedingt frei von Ablagerungen. Auch die Kanäle sind im  Wesentlichen frei von Staubablagerungen, wie in Abb. 4 dargestellt.

Die Form einer solchen Scheibe sowie unsere speziell entworfene und angeordnete Tragkonstruktion bietet keinen Raum für Erosionsangriffe. Siehe Abbildung 5

Abb. 3

DELTA WING® Scheiben in der Einlasshaube eines ESP in einem Kraftwerksneubau.

Abb. 4

DELTA WING®-Mischer in einer deutschen REA nach ca. 15 Jahren Betrieb. Die Innen- und Kanalwände sind frei von Staubablagerungen.

Abb. 5

Konstruktionsdetails eines DELTA WING® Scheibenfeldes in einem vormontierten Gaskanal.

Obwohl die DELTA WING®-Scheiben als zusätzliche Innengarnitur ausgeführt sind, ist der zusätzliche Druckverlust extrem gering, oftmals kaum spürbar. Das hat zum einen damit zu tun, dass eine solche Scheibe nichts anderes ist als eine flache Platte mit einem Anstellwinkel, der von Natur aus nur einen geringen Druckabfall verursacht. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, die den Flüssigkeitsstrom durch hinderliche Konstruktionen in die gewünschte Richtung zwingen, ist der Druckverlust in der Regel 5 bis 10 mal geringer. Zum anderen kann durch die Anordnung der Scheiben eine Strömungsablösung von den Wänden weitgehend vermieden werden, was insbesondere bei problematischen Geometrien, z.B. Diffusoren wie ESP-Hauben, generell ein Hauptgrund für Druckverluste ist. Das Endergebnis ist eine zuverlässige, stabil arbeitende, maßgeschneiderte Lösung, die auf unserer mehr als 30-jährigen Erfahrung in einer Vielzahl von Anwendungen basiert.