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570 530 490 450 410 26-28 28-30 30-32 370 330 290 250 X Achse [mm] Abb. 5-6 Geschwindigkeitsverteilung in m/s bei ≈ 30 m/s Kernströmung und Mündungsebene der Düse – Anhang 14) 570 530 490 450 410 210 170 38-40 40-42 42-44 370 330 290 250 X Achse [mm] Abb. 5-8 Geschwindigkeitsverteilung in m/s bei ≈ 40 m/s Kernströmung und Mündungsebene der Düse – Anhang 18) 210 170 130 130 90 90 50 50 LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff 10 10 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 Y Achse [mm] Y Achse [mm] 570 530 490 450 410 370 26-28 28-30 30-32 330 290 250 210 X Achse [mm] Abb. 5-7 Geschwindigkeitsverteilung in m/s bei ≈ 30 m/s Kernströmung und 800 mm Abstand in Richtung Strahlachse von der Mündungsebene der Düse – Anhang 16) 570 530 490 450 410 170 38-40 40-42 42-44 370 330 290 250 X Achse [mm] Abb. 5-9 Geschwindigkeitsverteilung in m/s bei ≈ 40 m/s Kernströmung und 800 mm Abstand in Richtung Strahlachse von der Mündungsebene der Düse – Anhang 20) 210 170 130 130 90 90 50 50 10 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 10 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 Y Achse [mm] Y Achse [mm] 26
LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff Bei sämtlichen Messungen in der Mündungsebene wird im oberen Teil des I. und IV. Quadranten des Düsenquerschnitts ein Totaldruckverlust festgestellt, dessen Ursache wahrscheinlich hier in der Eigenheit des Umluftwindkanals besteht, daß die Strömung im Kanal noch vor dem Gleichrichter durch Leitbleche umgelengt wird. Diese Umlenkung ist aber nicht vollkommen, da der Gleichrichter nicht in der Lage ist, das gesamte Strömungsfeld isotrop zu gestalten. Eine Korrektur des Strömungsfeldes wäre durch den Einbau z. B. von Honigwabenblechen möglich. Es ist aber zu bedenken, daß durch das Montieren von weiteren Einbauten in den Gleichrichtern der Strömungswiderstand vergrößert wird und somit auch die Leistung des Umluftwindkanals leidet, also der mittlere Totaldruck im Querschnitt des Meßraums bei gleicher Antriebsleistung des Umluftwindkanals sinken würde. Am rechten Rand des I. Quadranten wird ein zusätzlicher geringer Totaldruckverlust festgestellt. Deutlich wird dies bei höheren Geschwindigkeiten. Die Ursache liegt wahrscheinlich in der nicht mehr optimalen Düsenkontur, da die Düse beim Transport an dieser Stelle beschädigt wurde und nachträglich repariert werden mußte. 5.3 Fehler bei der Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit Die Strömungsgeschwindigkeit wird entsprechend der Gl. 5-2 bestimmt. Zur Messung des statischen Drucks p und des Totaldrucks p0 werden die DSA 3018 Druckmeßmodule eingesetzt. Sie messen den Differenzdruck p* gegen Umgebungsdruck pU, siehe Kapitel 2.3. Den Umgebungsdruck pU messen wir mit dem Paroscientific 740-16B. Aufgrund der Freistrahlbedingung ist er gleich dem statischen Druck p. Die in der Meßstrecke gemessene Temperatur entspricht der statischen Temperatur T, siehe Kapitel 4.1. Wir gehen jedoch zum Beginn der Fehlerbetrachtung davon aus, daß die Strömungsgeschwindigkeit u von der Temperatur T, dem statischen Druck p sowie dem Totaldruck p0 abhängig ist, also u = f( T, p, p0 ) Gl. 5-3 Es werden die partiellen Ableitungen bezüglich den Meßgrößen xi nach Gl. 3-3 gebildet und die relativen Proportionalitätsfaktoren ϕi entsprechend Gl. 3-4 bestimmt. 5.3.1 Partielle Ableitungen und relative Proportionalitätsfaktoren • Statische Temperatur T ∂u = ∂T ( ) R⋅ p −p 0 1 p 2 ⋅ T Gl. 5-4 27
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