Pr Prandtl Zahl - Brandenburgische Technische Universität Cottbus

6.1.3 Laser Doppler Anemometrie - LDA
LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff
Dieses Prinzip beruht auf der Messung von Lichtstreuungen an Partikeln, die in der
Strömung mitschwimmen. Ein Laser sendet monochromatisches und kohärentes
Licht hoher Intensität und Bündelung aus, welches bei der Sreuung an bewegten
Partikeln eine Frequenzverschiebung erfährt, die von der Geschwindigkeit der
Partikel abhängt. Von Nachteil ist, daß die Meßtechnik sehr teuer und bisher am
Lehrstuhl nicht verfügbar ist.
6.1.4 Hitzedrahtanemometrie
Der Hitzedraht ist ein weit verbreitetes Meßverfahren, bei der an einem elektrisch
beheizten Meßfühler vorbeiströmendes bzw. fließendes Medium diesen abkühlt, so
daß bei konstanter Heizleistung die Temperatur des Fühlers ein Maß für die
Strömungsgeschwindigkeit ist. Der Einsatz gestaltet sich sehr variabel. Die
Investitionen sind im Vergleich zur LDA gering. Nach Bruun [5] sollte die
Hitzedrahtanemometrie nicht angewandt werden in hochturbulenten, abgelösten
Strömungen, wenn Gefahr der Kontamination besteht, wenn Störungen der
Strömungen unerwünscht sind.
Aufgrund des variablen und preiswerten Einsatzes soll die Hitzedrahtanemometrie
zur Turbulenzgradbestimmung in dieser Arbeit angewandt werden.
Man unterscheidet in Bezug zu den elektrischen Schaltungen zwei Verfahren:
Die am Hitzedraht anliegende Spannung ist konstant, CCA - constant current
anemometer. Ein empfindliches Galvanometer mißt die Widerstandsänderung der
Hitzedrahtprobe unter dem Einfluß der Strömung. Mit diesem Meßverfahren lassen
sich sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten vermessen, die Empfindlichkeit
nimmt hingegen bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten ab.
Die Hitzedrahttemperatur wird konstant gehalten, CTA - constant temperature
anemometer. Die Änderung der Heizspannung ist das Maß für die
Strömungsgeschwindigkeit. Die Abnahme der Empfindlichkeit kann durch die
Besonderheit der elektrischen Schaltung nach Wuest [23] weitgehend kompensiert
werden. Der Wärmeübergang an einem Hitzdraht wird bei mäßigen
Geschwindigkeiten hinreichend durch die Kingsche Formel beschrieben, die mit
den Hitzdrahtdaten nach Wuest [23]
I
2
( L 2 d L L c
α λ π λ ρ u)
R H 1
= + ⋅
R − R R
H
0 0
p Gl. 6-7
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