Pr Prandtl Zahl - Brandenburgische Technische Universität Cottbus

T
LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff
2 1 2
u ′ = ⋅∫
u′
⋅ dt
Gl. 6-5
T
0
Der Turbulenzgrad berechnet sich nach
Tu =
1
u
u′
2
+ v′
+ w
3
2 2 ′
und vereinfacht sich bei isotroper Turbulenz nach Kottke [13] auf
2
u′
2 2 2
Tu = mit u′ = v′ = w′
Gl. 6-6
u
Nach dem Gleichrichter sowie außerhalb fester Wände strebt die Turbulenz immer
den isotropen Zustand an. Hinter Sieben ist die Turbulenz zunächst nicht isotrop,
kann aber für die zu untersuchende Meßstrecke als isotrop betrachtet werden,
Kottke [13].
6.1 Meßverfahren zur Turbulenzbestimmung/ Anemometrie
Für die Untersuchung der Turbulenz einer Strömung bieten sich folgende
Meßverfahren an:
6.1.1 Kugelmessung
Der Widerstandsbeiwert einer Kugel, aufgetragen über die Reynolds-Zahl ist stark
von der Turbulenz des Luftstroms abhängig. Je höher der Turbulenzgrad der
Luftströmung, desto kleiner ist die Reynolds-Zahl, bei der ein schroffer Abfall von
cw stattfindet. Problematisch ist, daß bei dieser Messung auch die geometrische
Struktur der Turbulenz in den Verlauf des Widerstandbeiwertes der Kugel mit
eingeht. Somit ergeben sich Probleme mit der Genauigkeit des Meßverfahrens.
6.1.2 Koronasonde
Diese Sonden nutzen die Empfindlichkeit der verschiedenen Entladungsformen der
Luft gegen eine Anblasung quer zu einem elektrischen Feld. Diese Empfindlichkeit
dient zur Messung von Windgeschwindigkeit und ihrer Schwankungen. Ihr Vorteil
besteht in der hohen Empfindlichkeit und der guten Linearität des
Ausgangssingnals. Problematisch ist die Empfindlichkeit gegenüber metallischen
Körpern, die den Einsatz beschränken bzw. einen erhöhten Kalibrieraufwand
bewirken.
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