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LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff Abb. 7-4 beschichtete ebene Platte in der offenen Meßstrecke des Umluftwindkanals Göttinger Bauart und entsprechender Meßgerätekonfiguration 7.6 Messung des örtlichen Wärmeübergangs an einer längs angeströmten, ebenen Platte Der Versuchsalgorithmus setzt sich aus folgenden Schritten mit der Aufnahme der jeweiligen Meßwerte zusammen: 1. Beschichten der Modelle • Temperatur des verflüssigten Naphthalin TNaphthalin 2. Vermessen der Sublimatschichtdicke vor dem Strömungsversuch • örtliche Schichtdicke dvorher(x,y) 3. Anströmen im Windkanal • Temperatur im Kanal T0 • Modelltemperatur TModell • Anströmgeschwindigkeit u • Zeit ∆t 56
LS Thermische Maschinen, BTU Cottbus · Studienarbeit Stefan Bischoff • Bezugsdichte des Naphthalin im Windkanal ρB,Naphthalin 4. Vermessen der Sublimatschichtdicke nach dem Strömungsversuch • örtliche Schichtdicke dnachher(x,y) Die Schichtdickenabnahme ∆d ergibt sich aus ( x, y) = d ( x, y) d ( x, y 7.6.1 örtliche Sherwood-Zahlen Shx ∆ . d vorher − nachher ) Wir führen zwei Messungen mit jeweils anderer Reynolds-Zahl durch, ReL1 (L = 0,3 m, u = 20 m/s) = 4,1 · 10 5 und ReL2 (L = 0,3 m, u = 40 m/s) = 8,2 · 10 5 . Es ergeben sich die in den Abb. 7-5 und Abb. 7-6 dargestellten, auf die Lauflänge x bezogenen, örtlichen Sherwood-Zahlen Shx. Neben den aus den Messungen gewonnenen Daten sind die aus der Grenzschichttheorie bzw. aus Versuchen abgeleiteten örtlichen Sherwood-Zahlen für die laminare bzw. turbulente Grenzschicht im Vergleich mit den aus der Literatur gewonnen Daten in den Abb. 7-7 und Abb. 7-8 aufgetragen. Die Ergebnisse beider Messungen mit unterschiedlichen Reynoldts-Zahlen zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Ansätzen von Baehr [2], Kottke [13] und Renz [18] zur Bestimmung der örtlichen Sherwoodzahl Shx für die turbulente Grenzschicht an Platten, wobei Renz [18] am besten mit unseren empirisch ermittelten Werten übereinstimmt. Offenbar bildet sich bereits am Anlaufbereich der ebenen Platte eine turbulente Grenzschicht aus. Ein Sachverhalt der bei dem niedrigen Turbulenzgrad sowie relativ niedrigen Reynolds-Zahl im Umluftwindkanal Göttinger Bauart nicht erwartet wird. Zumindest sollte sich nach einer laminaren Grenzschicht bei einer entsprechenden Plattenlauflänge x ein Umschlag in die turbulente Grenzschicht bemerkbar machen. 57
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