Ventilatoren
Aerodynamischer Entwurf – Konstruktive Lärmminderung – Optimierung
Weder die Gebäudetechnik, die Industrie noch Computer wären ohne Ventilatoren so leistungsfähig, wie sie sind. Natürlich gibt es Ausnahmen, wo die Elektronik ohne Lüfter auskommt, aber meist verhindert der Wunsch nach kompakter Gerätegrösse solche eleganten Lösungen.
Ventilatoren werden in Geräten aber nur akzeptiert, wenn sie leise sind oder wenigstens nicht lange laufen. Sie können zudem nur eingesetzt werden, wenn sie die gesetzlichen Vorgaben bezüglich Energieeffizienz erfüllen. Diese Ziele stellen eine Herausforderung dar, die heute nicht nur mit Erfahrungswerten gemeistert werden kann, sondern für die strömungsmechanische Simulationen nötig sind. Für komplexe Schaufelformen kommen beispielsweise neue Verbundwerkstoffe und additive Fertigungsverfahren zum Einsatz. Geforscht wird nun an der schwierigen Prognose des emittierten Schalls neuartiger Ventilatoren und, mit Methoden der Psychoakustik, an der «Qualität» von unvermeidbaren Ventilatorgeräuschen.
Diese fünfte Auflage des vor zwei Jahrzehnten erstmals erschienenen Buchs erläutert zunächst die Auswahl eines Ventilators für eine spezifische Aufgabe in einer Anlage oder einem Gerät. Es beschreibt die klassischen aerodynamischen Entwurfsmethoden für radiale (inklusive Berechnung der Spiralgehäuse) und axiale Ventilatoren (nach dem Tragflächen- und dem Schaufelgitterverfahren), wobei auch die Entwurfskriterien verschiedener Forscher aufgeführt werden.
Der mittlere Teil des Buchs erläutert, wie Ventilatorschall entsteht und sich ausbreitet. Dabei werden auch seine Prognose und mögliche Reduktion besprochen. Ein neues Kapitel befasst sich mit strömungsinduzierten Schwingungen und niederfrequentem Schall in Anlagen mit Ventilatoren. Abgeschlossen wird das Buch durch eine Einführung in experimentelle und numerische Methoden, die im Ventilatorenbau üblich sind oder sich künftig etablieren dürften.
Explizit ausgeklammert werden hier die ebenfalls als wichtig betrachteten Aspekte Materialwahl, Methoden zur Festigkeitsberechnung, die Fertigung sowie gesteuerte bzw. geregelte Antriebssysteme.
Ein auf 20 Jahre Erfahrung und Forschung basierendes Buch, das auch neue wissenschaftliche Erkenntnisse einfliessen lässt und diese verständlich präsentiert. Alle, die Ventilatoren für konkrete Anwendungen entwickeln, dürften wertvolle Impulse zur Optimierung ihrer Entwürfe erhalten.