Pr Prandtl Zahl - Brandenburgische Technische Universität Cottbus

LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff
Programmierung und Kalibrierung der erforderlichen Meßgeräte bzw. Meßinstrumente.
7.5.1 Beschichtungsanlage
Zur Beschichtung der Modellplatte dient ein Edelstahlbad, welches mit einer
Heizleistung von ≈ 2 kW das verflüssigte Naphthalin auf eine Temperatur bis zu
200 °C bringt. Da in dieser Arbeit nur einfache Modelle in Form ebener Platten
verwendet werden, genügt das einfache Eintauchen der Platten bzw. Bleche in das
Bad. Die Temperatur der Naphthalinschmelze soll für die verwendete
Aluminiumplatte der Abmaße 300mm · 200 mm · 15 mm im Bereich von 130 °C ...
140 °C liegen, wobei wir von einer Modelltemperatur der Alluminiumplatte um die
20 °C ausgehen. Die Eintauchzeit soll 2 bis 3 Sekunden betragen, da sich sonst
die Platte zu schnell erwärmt und somit das Erstarren der Naphthalinschmelze auf
der Modelloberfläche verhindert. Problematisch wird dieser Effekt bei sehr dünnen
Modellplatten bzw. dünnwandigen Modellen. In diesen Fällen muß die Eintauchzeit
so kurz wie möglich sein, die Temperatur der Naphthalin-Schmelze soll 120 °C ...
130 °C betragen. Gute Naphthalinschichten werden mit behandelten d.h. fein
gestrahlten Oberflächen erreicht. Nach Berg [3] sollte die Dicke der aufgetragenen
Naphthalinschicht ≈ 400 µm betragen.
7.5.2 Schichtdickenmeßanlage
Die Schichtdickenmeßanlage mißt die Sublimationsschichtdickenabnahme ∆d, um
den flächenbezogenen Diffusionsmassenstrom m & ′
entsprechend Gl. 7-34
bestimmen zu können.
Die Anlage besteht aus einem 3-Achsen Portalroboter des Herstellers Isel und
dem Schichtdickenmeßsystem Permascope. Die 3 Achsen des Portalroboters
genügen bisher für die Vermessung so einfacher Modelle wie ebener Platten, Abb.
7-3. Jedoch ist für die Vermessung von Freiformflächen der Einsatz eines
optischen Sensors notwendig, um eine hinreichend hohe Abtastrate des
Meßsystems zu erreichen. Der Portalroboter wird über ein C++ Programm mit
Steuerdatei gesteuert, welches auf einem Pentium PC unter dem Betriebssystem
Windows NT lauffähig ist. Bisher werden Abtastraten von ≤ 0,5 Hz ermöglicht. Die
Erhöhung der Abtastrate sowie die Verwendung des Systems für Freiformmodelle
sollte ein weiteres Ziel sein. Das Schichtdickenmeßsystem wurde von der Firma
Fischer geliefert, Abb. 7-2.
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