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PUR-Schaum-Füll-Simulation in einem Kühlschrank

Die PUR (Polyurethan)-Schaum-Füll-Simulation in einem Kühlschrank kann hervorragend mit unserer CFD Software NOGRID points durchgeführt werden. Durch die Verwendung von Polyurethanschäumen kann eine gute thermische Isolation erreicht werden. Der effizienteste Weg, eine thermische Isolation eines Kühlschrankes zu erreichen, ist die PUR-Injektion direkt in einen Hohlraum. Der Aufschäumprozess findet in diesem Hohlraum statt und füllt ihn komplett aus. 

 

Simulieren Sie jede denkbare Kühlschrank-Geometrie

NOGRID points hilft, die Strömung in der Isolationswand eines Kühlschrankes während des Aufschäumprozesses zu verstehen. Die Software zeigt Lufteinschlüsse, die Dichteverteilung des Wärmedämmungsmaterials und den Druck des Polyurethans auf die Außenwand. Sie kann freie Oberflächenströmungen und bewegte Teile eines Definitionsbereiches berechnen. Darüber hinaus erlaubt sie die Simulation jeder denkbaren Kühlschrankgeometrie und Betriebsart wie

  • Polyurethan (PUR) Injektion durch eine oder mehrere Einflussöffnungen
  • bewegte Teile und Einflussöffnungen
  • frei definierbare PUR Eigenschaften durch Gleichungen oder Kurven und
  • große Kühlschrankgeometrien mit kleinen Spalten oder Aussparungen.


NOGRIDs spezielle Stärken sind das schnelle Preprocessing (es muss kein Netz erzeugt werden) und die herausragend kurze Rechenzeit, auch für komplizierte Hohlräume mit sehr kleinen Kanälen. 


PUR-Schaum-Füll-Simulation für unterschiedliche Produktionstypen

Drei mögliche Produktionstypen 

Das linke Beispiel zeigt einen Kühlschrank, bei dem das PUR durch zwei Einflussöffnungen an der unteren Seite injiziert wird. Der Aufschäumprozess beginnt, sobald das PUR sich im Hohlraum befindet; der Füllprozess dauert zwei Sekunden. 

In dem mittleren Beispiel wird das Fluid durch eine Röhre injiziert, die sich während des Füllprozesses nach außen bewegt.

Im rechten Beispiel beginnt die Simulation mit flüssigem PUR innerhalb eines offenen Hohlraumes. Der Hohlraum schließt sich und presst die aufschäumende Flüssigkeit in die Kühlschrankwände.

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Abb. 1: Simulation des PUR-Aufschäumprozesses in einem Kühlschrank -  PUR-Injektion durch zwei feststehende Einflussöffnungen (links), Injektion durch eine sich bewegende Röhre (Mitte) und PUR- Verteilung durch einen sich schließenden Hohlraum, berechnet mit NOGRID points

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Identifikation von Lufteinschlüssen durch Simulation

Lufteinschlüsse verschlechtern die Isolationswirkung des Wärmedämmungsmaterials und müssen deshalb verhindert werden. Simulationen mit NOGRID points können kritische Bereiche zeigen. In unserer Simulation sind die Kühlungsschlitze im unteren linken Bereich des Kühlschranks ein Risiko für Lufteinschlüsse (siehe Abb. 2). Das PUR tritt von beiden Seiten in die Schlitze ein, was zu einem Lufteinschluss führt. Eine Lösung könnten Belüftungslöcher oder unterschiedliche Positionen der Einflussöffnungen sein.  

PUR-Schaum-Füll-Simulation Kühlschrank

Abb. 2: Geschwindigkeitsfeld und freie Oberflächenströmung in der Nähe der Kühlungsschlitze, berechnet mit NOGRID points 

In Abbildung 2 wird deutlich, dass in der Nähe der Kühlungsschlitze ein Bereich ist, in dem die Gefahr eines Lufteinschlusses besonders hoch ist. Die Simulation kann nun zeigen, ob unter den gegebenen Bedingungen eine Designänderung notwendig ist oder nicht.