06.10.2011
Die Forschungsarbeiten am optischen Durchfluss-Normal konnten mit Messungen der Grenzschichten für Durchflüsse bis 1600 m³/h erfolgreich zum Abschluss gebracht werden. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Reynoldszahlabhängigkeit der Grenzschichtprofile für die große Düse konsistent ist mit der bereits für die mittlere Düse ermittelten Charakteristik. Mit dem optischen Normal steht damit erstmals ein unabhängiges Verfahren zur Verfügung, das ohne zusätzliche Zwischenschritte Kalibrierwerte für die großen Arbeitsnormale auf dem Hochdruck-Prüfstand pigsar liefert und die Zuverlässigkeit der bisherigen Rückführung auf das volumetrische Primärnormal, die sogenannte Rohrprüfstrecke, verstärkt absichert.
Das optische Normal ergänzt als staffelloses Verfahren mit Durchflüssen bis 1600 m³/h die als Primärnormal eingesetzte Rohrprüfstrecke (RPS). In einem Düsenmodul mit Fenstern für den optischen Zugang wurde die Strömung vermessen. Die Grenzschichten wurden mit einem Kreuzstrahl-Laser-Doppler-Anemometer unter Benutzung des Referenzstrahlverfahrens mit drei Komponenten gemessen. Mit der Phasendifferenz der Signalkomponenten wird der Ort und mit der Frequenz die Geschwindigkeit in der Grenzschicht gleichzeitig erfasst. Die so gemessenen Profile wurden mittels orthogonaler Regression unter Verwendung des LMS-Schätzers parametrisiert und mit einer modifizierten Tangens-Hyperbolicus-Funktion angepasst. Die erhaltenen Profile erlauben die Bestimmung der Verdrängungsdicken und damit zugleich der Düsenbeiwerte. Sind die Düsenbeiwerte cD für die entsprechenden Reynoldszahlen einmal bekannt, kann mit einer optischen Einpunktmessung in der Düsenmitte der Durchfluss berührungslos und rückwirkungsfrei ermittelt werden.
Das Bild 1 zeigt die weitgehende Konsistenz der cD-Werte in Abhängigkeit von der Reynoldszahl für beide Düsen.
Bild 1: Vergleich der cD-Werte für die mittlere und die große Düse
Ansprechpartner:
Volker Strunck, FB 1.4, AG 1.43, E-mail: volker.strunck@ptb.de