Pr Prandtl Zahl - Brandenburgische Technische Universität Cottbus

LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff
Soll hingegen mit einer konstanten Wandtemperatur gearbeitet werden, muß die
Temperatur der Oberfläche mit Thermoelementen vermessen und die
Heizelemente mit einem schnellen Regler nachkorrigiert werden. Mit der pro
Heizelement abgegebenen Wärmemenge wird näherungsweise eine örtliche
Wärmeübergangszahl ermittelt. Die Wärmeverluste zur Umgebung werden durch
eine Gegenheizung gering gehalten. Die Investitionen sind weitaus höher als bei
der UHF Methode, machen aber dann Sinn, wenn die UWT eine Randbedingung
eines Prozesses ist, z. B. Untersuchung der Schaufelkühlung in Turbinen.
Der örtliche Wärmeübergangszahl läßt sich auch mit der Dickfilm-Technik
bestimmen. Hierbei werden Thermochrom-Flüssigkristalle als Temperatursensoren
verwendet. Die Farbveränderungen werden mit einem Bildverarbeitungssystem
erfaßt.
Die Nachteile der der UHF und UWT bestehen in der Auflösung der
Wärmeübergangsverhältnisse und der Aufwendungen für die Modellaufrüstung.
Sie entsprechen nicht der Forderung nach einer wirtschaftlichen, beliebig
auflösbaren, einfachen Meßmethode zur Bestimmung der Wärmeübergangszahl,
Berg [3]. Desweiteren ergeben sich Probleme bei der Untersuchung an komplexen
Geometrien, insbesondere bei der Zuordnung der Oberflächenpunkte und den
unterschiedlichen Wanddicken.
7.1.2 Indirekte Wärmeübergangsmeßverfahren
Für die indirekte Untersuchung der Wärmeübergangszahl bieten sich die Analogie
des Stoff-und Wärmeüberganges sowie die Absorptionsmethode mit chemischer
Reaktion und anschließender fotometrischer Auswertung an.
Verdunstungsmethode
Bei der Verdunstungsmethode wird eine poröse Oberfläche in einzelne Abschnitte
unterteilt, deren Stoffabgabe über die zugeführte Flüssigkeitsmenge gemessen
wird. Es kann so die Schrumpfung gequollener Polymerschichten bei der
Verdunstung eines Lösungsmittel untersucht werden. Die stoffübergangsbedingten
Schicht Dickenänderung wird mit einer berührungslosen Längenmeßtechnik
abgegriffen. Das holografische Verfahren zur interferometrischen
Schichtdickenmessung begrenzt die Einsatzmöglichkeiten wegen der
erforderlichen Doppelbelichtung in Auf- und Durchlicht, Kottke [13].
Remissionsfotometrische Meßmethode
Das physikalisch-chemische Meßprinzip basiert auf einer chemischen
Nachweismethode für Ammoniak auf der Basis von Absorption, chemischer
Reaktion und gekoppelter Farbreaktion sichtbar als Färbung. Die dem
Stoffübertrag entsprechende Farbintensität wird remissionsfotometrisch gemessen
und kann über eine Kalibrierbeziehung in örtliche Stoffübergangszahl umgerechnet
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