Pr Prandtl Zahl - Brandenburgische Technische Universität Cottbus

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
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