Kalibrierfibel Volumenstrom - Testo Industrial Services GmbH

Volumenstrom-Fibel
Messtechnik und Kalibrierung
1. Auflage
2

Nirgendwo passt der Spruch „wer misst, misst Mist“ besser als in
der Strömungsmesstechnik!
Wer die Strömung in einem Kanal mit einer Sonde misst, macht
bereits den ersten Messfehler, da die Sonde die Strömung massiv
beeinflusst. Oftmals ist jedoch eine Messung gar nicht anders
möglich.
Daher ist neben der Frage, mit welchen Messeinrichtungen
man misst, besonders wichtig zu wissen, was man tut um das
Messergebnis ggf. entsprechend zu korrigieren.
In dieser Fibel geben wir Ihnen einen Überblick der verschiedenen
Messverfahren zur Strömungs- und Volumenstrommessung
sowie Tipps und Anleitungen zur Umsetzung und Realisierung
der Messungen.
Des Weiteren wird auf die Möglichkeiten der Kalibrierung von
Strömungssonden eingegangen.
Diese Fibel soll eine Hilfe zur Realisierung der Kalibrierung im
Rahmen der Qualitätssicherung sein. Sie erhebt keinen Anspruch
auf Vollständigkeit. Die hier genannten Ratschläge können auch
keine Allgemeingültigkeit besitzen. Sie sind vielmehr eine Samm-
lung von Erfahrungen und Eindrücken aus vielen Kundenbesuchen,
eigenen Messungen und Kalibrierungen und lebhaften
Diskussionen bei Testo-Kalibrierseminaren.
Für weitere Hinweise und Anregungen sind wir dankbar.
Ihr Testo industrial services Team
industrial services
Vorwort
3

industrial services
Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
6 1 Grundlagen der Strömungsmesstechnik
6 1.1 Frühe Erfahrungen mit Luftströmung
8 1.2 Einheiten und Größen Strömungsmessung
11 2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
11 2.1 Überblick
11 2.2 Stauklappenanemometer
12 2.3 Stauscheibenanemometer
12 2.4 Katathermometer
12 2.5 Flügelradanemometer
15 2.6 Halbschalenanemometer
15 2.7 Staurohrmessung
19 2.8 Thermische Strömungssonden
22 2.9 Akustische Messverfahren
23 2.10 Messprinzip LDA (Laser-Doppler-Anemometer)
25 2.11 Übersicht Testo-Mess-Sonden und Messbereiche
26 3 Messung in Kanälen
26 3.1 Strömungsprofile
30 3.2 Verfahren zur Netzmessung in Kanälen
35 3.3 Berechnung des Volumenstroms
35 3.4 Fehlerquellen / problematische Mess-Stellen
45 4 Messung an Austrittsgittern
45 4.1 Messung an Kanalaustritten
46 4.2 Fehlerquellen die das Messergebnis beeinflussen
49 4.3 Messung an blasenden und saugenden Öffnungen
51 4.4 Volumenstromermittlung über die Ventilatorkennlinie
52 5 Kalibrierung von Strömungssonden
52 5.1 Woher kommt der richtige Wert?
52 5.2 Strömungsgenerator Windkanal zur Kalibrierung
von Strömungssonden
53 5.3 Testo DKD-Kanal
56 6 Kalibrierung von Volumenstromhauben
56 6.1 DKD-Volumenstromkanal der
Testo industrial services GmbH
57 7 Volumenstrombestimmung Schornstein
57 7.1 Kalibriergegenstand
57 7.2 Verteilung der Messpunkte
58 7.3 Das Referenz-Messequipment im Jahr 1996
58 7.4 Messergebnis
60 8 Verfahren zur Volumenstrombestimmung
60 8.1 Übersicht
60 8.2 Druckdifferenzmessung mittels einer Blende
61 8.3 Direkte Messung des Volumenstroms
mittels Balometer
62 8.4. Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit im
Kanal und Berechnung über den Querschnitt
63 8.5. Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit am
Austrittsgitter (z.B. Laminarflow-Filter) und
Berechnung über den Querschnitt
64 9 Literaturverzeichnis
65 10 Testo industrial services GmbH
65 10.1 Prospektanforderung
66 10.2 Notizen
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1 Grundlagen der Strömungsmesstechnik
Bewegung von Blättern
und Zweigen
1.1 Frühe Erfahrungen mit Luftströmung
1.1.1 Nutzung der Windenergie
Sehr früh machten die Menschen erste Erfahrungen mit Luftströmung.
Schon vor 2500 Jahren wird aus Mesopotanien (Gebiet
des heutigen Irans) von Windmühlen berichtet, mit denen die
Luftströmung zur Energiegewinnung herangezogen wurde.
Von dort breiteten sie sich bis Europa aus, wo sie in verschiedensten
Ausführungen angewandt und bis zu modernen Windkraftanlagen
weiterentwickelt wurden.
Frühe Ausnutzung von Luftströmen
1.1.2 Naturbeobachtungen
Erst sehr viel später war neben der reinen Nutzung der Luftströmung
auch die Erfassung deren Größe wichtig. Erste einfache
„Messungen“ der Luftströmung erfolgten durch Beobachtungen
in der Natur.
1.1.3 „Historische“ Strömungs-Einheiten –
Beaufort-Skala
Diese Beobachtungen mündeten in die Beaufortskala, eine vom
englischen Admiral Sir Francis Beaufort (1774-1852) im Jahr
1805 aufgestellte zwölfteilige Skala der Windstärke.
Die Beaufort-Skala gibt also die Wirkung des Windes wider und
ist geeignet für die Einstufung von Segelanweisungen auf großen
Segelschiffen.
industrial services
1 Grundlagen der Strömungsmesstechnik
Anemometer wurden seit Mitte des 19. Jahrhunderts gebraucht,
waren aber selten. Dadurch wurde die Beaufort-Skala die am
weitesten verbreitete Art der Windbeurteilung. Erst 1946 wurde
nach vielen Studien ein offizieller Zusammenhang zwischen
Beaufort Werten und Windgeschwindigkeit festgestellt.
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8
1 Grundlagen der Strömungsmesstechnik
1.2 Einheiten und Größen Strömungsmessung
1.2.1 Luftgeschwindigkeit
Das Messen der Luftgeschwindigkeit ist mit die schwierigste Aufgabe
bei der Beurteilung von raumlufttechnischen Anlagen. Das
sieht man allein schon daran, wie viele Normen sich mit diesem
Thema beschäftigen. Dabei spielt die Luftgeschwindigkeit nur bei
Behaglichkeitsmessungen die Hauptrolle, in den meisten anderen
Fällen will man als eigentliche Messgröße den Volumenstrom bestimmen,
das heißt wie viel Luft von welcher Qualität zu welchem
Zeitpunkt durch einen bestimmten Kanalabschnitt geht. Es reicht
dabei nicht aus, eine einzelne Geschwindigkeit zu ermitteln und
diesen Wert über die Fläche hochzurechnen, in den meisten Fällen
muss eine aufwendige Mittelwertbildung durchgeführt werden.
1.2.2 Strömungsgeschwindigkeit
Die heute verwendete gültige Einheit zur Strömungsmessung ist
m/s mit den gebräuchlichen Umrechnungen in km/h; m/min etc.
1.2.3 Turbulenzgrad
Der Turbulenzgrad ist ein Maß für die Störung einer Strömung.
Dieser Strömung sind zufällige Schwankungen überlagert.
Der Turbulenzgrad wird folgendermaßen ermittelt:
Zuerst wird der Mittelwert berechnet. Anschließend wird die jeweilige
Abweichung zwischen Mittelwert und einzelnem Messwert
berechnet. Diese Abweichungen werden quadriert, addiert
und die Anzahl der Messungen dividiert. Die Wurzel aus dieser
Division ergibt den Turbulenzgrad in m/s.
Üblicherweise wird dieser in % auf den mittleren Strömungswert
bezogen, angegeben.
industrial services
1 Grundlagen der Strömungsmesstechnik
Behaglichkeitssonde zur Messung des Turbulenzgrades
Anwendungsbeispiel:
Klimamessung am Arbeitsplatz
Hier ist die zulässige Geschwindigkeit am Arbeitsplatz vom Turbulenzgrad
abhängig (DIN 1946 Teil 2)
z.B.:
zulässige Luftgeschwindigkeit bei 24°C = 0,14 m/s bei TU = 60%
zulässige Luftgeschwindigkeit bei 24°C = 0,29 m/s bei TU = 5%
1.2.4 Volumenstrom
Zur Ermittlung des Volumenstroms (= Betriebsvolumenstrom)
wird die Strömungsgeschwindigkeit mit der Querschnittsfläche
multipliziert.
Beispiel:
Kanal-Durchmesser = 0,60 m
Diagramm Ermittlung
Turbulenzgrad
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1 Grundlagen der Strömungsmesstechnik
gemessene Strömungsgeschwindigkeit = 0,4 m/s
Querschnittsfläche Kanal = 0,6 m * 0,6 m * π/4 = 0,283m²
Volumenstrom = 0,283 m² * 0,4 m/s = 0,1132 m³/s = 0,1132 *
3600 m³/h = 407,52 m³/h
1.2.5 Norm-Volumenstrom
Norm m3 gemäß
1) DIN 1343 Bezug: 1.013,25hPa / 0°C / 0 %rF
2) DIN ISO 2533 Bezug: 1.013,25hPa / 15°C / 0 %rF
3) DIN 1945 Bezug: 1.013,25hPa / 20°C / 0 %rF
(Druckluft-Industrie)
1.2.6 Massestrom
Zur Ermittlung des Massestroms wird der Volumenstrom mit der
Dichte des Mediums multipliziert.
Beispiel:
Volumenstrom = 407,52 m³/h
Medium Luft; Dichte = 1,293 kg/m³
Massestrom = 407,52 m³/h * 1,293 kg/m³ = 526,92 kg/h
2.1 Überblick
verschiedene Strömungsmessgeräte
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2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Schon vor etwa 100 Jahren wurden die wesentlichen, auch heute
noch üblichen Verfahren wie Flügelradanemometer, thermische
Anemometer, Stauklappenanemometer, Staurohrmessung, Katathermometer
angewandt. Hinzu kamen in den letzten 20 Jahren
noch die akustischen (Ultraschall) und optischen Verfahren
(Laser-Doppler-Anemometer).
2.2 Stauklappenanemometer
Bei der mechanischen Geschwindigkeitsmessung drücken die
anströmenden Luftmassen auf ein Prallblech. Dieses verändert
dadurch seine Lage und bewegt einen Zeiger über eine Skala.
Diese Messmethode hat einen sehr eingeschränkten Messbereich
und bringt in der Praxis allenfalls eine rot/grün Information,
das heißt Volumenstrom vorhanden oder Anlage steht still.
Diese Messmethode ist sehr preiswert und sie wird dadurch oft
als Schalter zur Überwachung von Mindestvolumenströmen oder
auch zur Drehzahlbegrenzung eingesetzt.
Stauklappenanemometer
10 11

12
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Stauscheibenanemometer
Katathermometer
Flügelradanemometer
2.3 Stauscheibenanemometer
Durch das Stauscheibenanemometer fließt ein Teil-Luftstrom, der
eine mit einem Zeiger gekoppelte drehbare Stauklappe gegen
eine Spiralfeder auslenkt. Da die Anzeige dem auf die Staufläche
wirkenden Strömungsdruck entspricht, ist sie von der Luftdichte
abhängig.
In Verbindung mit einem Staurohr können mit diesem Anemometer
auch Messungen im Kanal durchgeführt werden.
2.4 Katathermometer
Das Thermometer wird in einem Wasserbad erwärmt. Aus der
Abkühlzeit des Thermometers auf Raumtemperatur kann die
Luftgeschwindigkeit berechnet werden. (DIN 1946 Blatt1)
Wegen der umständlichen Handhabung ist das Katathermometer
nur bei Geschwindigkeitsmessungen im Raum zu verwenden.
Seine Anzeige ist nahezu unabhängig von der Strömungsrichtung,
doch lässt sich nur ein zeitlicher Mittelwert für die Geschwindigkeitsmessung
angeben, ein Momentwert ist nicht möglich.
Strahlungseinflüsse können zu erheblichen Fehlern führen.
2.5 Flügelradanemometer
2.5.1 Eckdaten
Das Messprinzip der Flügelradsonden basiert auf einer Umsetzung
einer Drehbewegung in elektrische Signale. Das strömende Medium
setzt das Flügelrad in Bewegung. Ein induktiver Näherungsschalter
(Temperatureinsatz bis 140°C) bzw. Lichtleiter (Temperatureinsatz
bis 350°C) „zählt“ rückwirkungsfrei die Umdrehungen
des Flügelrades und liefert eine Impulsfolge, die im Messgerät umgesetzt
und als Strömungswert angezeigt wird.
Das Flügelrad ist relativ unproblematisch in der Anwendung, der
abgedeckte Messbereich ist ideal für die in der Raumlufttechnik
auftretenden Geschwindigkeiten.
Probleme können bei Verschmutzung der Lager bzw. bei Kondensation
feuchter Luft auftreten, hierdurch werden die Anlaufwerte
des Flügelrades verschlechtert.
industrial services
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Berechnungsformel:
Umfangsgeschwindigkeit: u = v * tan α
Im reibungsfreien Zustand gilt zwischen der Strömungsgeschwindigkeit
v und der Umfangsgeschwindigkeit u des Flügelrades
obige Formel, wobei α der Anstellwinkel des Flügelrades
senkrecht zur Strömungsrichtung ist.
2.5.2 Nachweis der Druckunabhängigkeit
Das Flügelradanemometer misst im Gegensatz zu anderen
Messverfahren druck-, temperatur- und dichteunabhängig (über
den Standard Messbereich). Ein Untersuchungsbericht der Deutschen
Gesellschaft für Luft und Raumfahrt (DLR) zeigt, dass ein
optimales, nahezu reibungsfrei gelagertes Flügelrad druck-, temperatur-
und dichteunabhängig misst.
Diagramm Nachweis Druckunabhängigkeit
Voraussetzung: Mediumsdichten > 0,6 kg/m³
Diese Bedingung wird bei Luft erst ab Temperaturen größer
350°C bzw. Drücken unter 500 hPa nicht mehr erreicht. Das Ergebnis
wurde mit Versuchen in einer Druckkammer mit Testo-
Flügelradsonden bestätigt.
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14
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Verdrehung Flügelrad
separate Baugruppen Flügelrad
2.5.3 Einfluss durch Verdrehen der Flügelradsonde
Flügelradsonden verhalten sich relativ unkritisch bei Verdrehen innerhalb
der Strömungsrichtung. Bei einer Verdrehung von ± 10°
gegen die Hauptströmrichtung ist die Abweichung der mittleren
Anzeige vom Sollwert i.d.R. unter 1%.
2.5.4 Separat abgeglichene Baugruppe
Ein Problem bei Flügelrädern ist die mechanische Empfindlichkeit
(Hartmetallachse, Edelsteinlager) bei unsachgemäßer Behandlung.
Hier hat sich die Austauschbarkeit des mechanischen
Teiles bewährt, ebenfalls kann der abgenommene Flügelradkopf
einfach im Ultraschallbad gereinigt werden.
2.5.5 Eintauchtiefenabhängigkeit
Die Anzeige aller Strömungssonden ist abhängig von der Anströmung
der Sonde.
Das Bild zeigt die Abhängigkeit der Anzeige einer 16 mm Flügelradsonde
von der Eintauchtiefe in eine Strömung.
Diagramm Eintauchtiefenabhängigkeit
industrial services
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
2.5.6 Verschiedene Bauformen
Zu beachten ist, dass für Kanalmessungen möglichst Flügelräder
mit kleinem Durchmesser verwendet werden sollen, für die Messung
an Austrittsgittern möglichst große Flügelräder mit integrierender
Wirkung.
2.6 Halbschalenanemometer
In der Meteorologie wird das Halbschalenanemometer, auch
Schalenkreuzanemometer genannt, für Windmessungen benutzt.
Das Prinzip beruht darauf, dass der Strömungswiderstand
einer Halbkugel bei Anströmung der konkaven Seite etwa dreimal
so groß ist wie auf der entgegengesetzten Seite.
2.7 Staurohrmessung
Staurohre dienen zur Messung der Geschwindigkeit bei bekannter
Strömungsrichtung.
Weit verbreitet ist das Prandtl-Staurohr (deutscher Physiker,
1875-1953), das sowohl den Gesamtdruck an der Kopfspitze als
auch den statischen Druck an seitlichen Öffnungen aufnimmt und
in zwei getrennten Röhrchen einem Differenz-Druckmessgerät
zuführt.
Das Staurohr hat einen sehr großen Messbereich, bevorzugt für
hohe Geschwindigkeiten, (Genauigkeit steigt mit zunehmender
Geschwindigkeit) und einen sehr großen Temperatureinsatz-
bereich, der im Wesentlichen nur vom Material des Staurohres
abhängt.
verschiedene Flügelradbauformen
Halbschalenanemometer
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2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Das Staurohr ist sehr empfindlich gegen Verdrehungen aus der
Strömungsachse, bei Strömungen mit hoher Turbulenz sowie bei
drall- und wirbelbehafteten Strömungen.
Für die Strömungsberechnung müssen alle Einflussgrößen der
Dichte des verwendeten Mediums bekannt sein (Druck, Temperatur,
Feuchte).
Bei der Staurohrmessung wird ein Staurohr entgegen der Strömungsrichtung
im Kanal ausgerichtet. Die anströmende Luft erzeugt
im Inneren des Staurohres den dynamischen oder Staudruck.
Über die Löcher seitlich am Staurohr wird der statische
Luftdruck abgegriffen.
Diese beiden Eingänge sind voneinander getrennt und werden
auf separate Schlauchanschlüsse geführt. Bei der Differenzdruckmessung
an diesen beiden Anschlüssen entfällt durch die
Differenz der beiden Einzeldrücke der statische Druckanteil, übrig
bleibt der rein dynamische Anteil. Dieser kann über eine Formel in
Strömungswerte umgerechnet werden.
Staurohrmessung
industrial services
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
2.7.1 Hinweise zum Umgang mit Staurohren
Sorgfältiger Umgang mit den Staurohren
Die Prandtl-Sonde hat zwei Druckentnahemessstellen (statischer
Druck und Staudruck).
Zur Verbindung mit dem Differenzdruckmessgerät werden Kunststoffschläuche
verwendet. Es muss unbedingt darauf geachtet
werden, dass die Schläuche dicht auf den Anschluss-Stutzen
und den eventuell erforderlichen Kupplungsstücken sitzen. Andernfalls
ergeben sich durch den Druckunterschied zur Umgebung
Strömungen in Sonde und Schlauch.
Der dadurch verursachte Druckabfall kann das Mess-Signal stark
verfälschen. Diese Fehler können auch auftreten, wenn die Verbindungsschläuche
beschädigt sind. Deshalb ist entsprechend
sorgsam mit den Schläuchen umzugehen und ihre Dichtheit vor
jeder Messung zu kontrollieren. Messfehler entstehen auch häufig
dadurch, dass die Schläuche versehentlich zusammengedrückt
oder geknickt werden.
Verschmutzung
Werden Messungen an Küchen- und Industrieabluft durchgeführt,
kann sich die Messbohrung für den Staudruck durch die
von der Luft mitgeführten Partikel zusetzen. Es sind regelmäßige
Sichtkontrollen und Reinigung der Messbohrung durchzuführen.
Fehlerhafte Auswertung der Messergebnisse
Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit im untersuchten Kanalquerschnitt
berechnet man aus dem arithmetischen Mittel der
Einzelgeschwindigkeiten. Diese errechnet sich wiederum aus den
in Punkt 2.7.2 genannten Formeln. Häufig wird bei der Auswertung
aus den gemessenen dynamischen Drücken der Mittelwert
gebildet und daraus die mittlere Strömungsgeschwindigkeit berechnet.
Diese Vorgehensweise ist mathematisch falsch und führt
besonders bei verzerrten Strömungsprofilen zu unzulässigen Abweichungen
vom korrekt ermittelten Wert.
Ein weiterer Fehler ergibt sich oft dadurch, dass mit einer mittleren
Dichte von 1200 g/m3 gerechnet wird. Bei der Messung von
Außenluftströmen kann die tatsächliche Luftdichte um bis zu ± 10
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18
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
% vom oben angegebenen Mittelwert abweichen. Damit ergibt
sich eine Unsicherheit des Luftstromes von bis zu ± 5%.
Staurohre sind ideale Aufnehmer für die Strömungsmessung im
mittleren bis hohen Geschwindigkeitsbereich, bei hohen Temperaturen
oder verschmutzter Luft. Unter 5 m/s sind sie nur bedingt
brauchbar, da der erzeugte Differenzdruck mit zu großen Fehlern
im unteren Bereich behaftet ist. Eine brauchbare Druckmessung
ist hier nur mit empfindlichen Geräten und größter Sorgfalt möglich.
Stattdessen empfiehlt sich unter 5 m/s die Messung mit
thermischen oder Flügelrad-Aufnehmern.
2.7.2 Umrechnungsformel in Strömungsgeschwindigkeit
oder:
Einheiten: Einheiten:
v: m/s v: m/s
rho: kg/m³ rho: g/m³
P .: dyn Pa P .: dyn hPa
2.7.3 Dichteberechnung ohne Berücksichtigung
der Feuchte
Für Anwendungen im normalen Umgebungsbereich, d. h. Taupunkten
unter 20°C kann der Einfluss der Feuchte vernachlässigt
werden. Die Dichte der Luft kann dann nach folgender Formel
berechnet werden:
Einheiten:
t: Temperatur in °C
rho: Dichte in kg/m³
P : abs Absolutdruck in hPa
industrial services
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
2.7.4 Dichteberechnung mit Berücksichtigung
der Feuchte
Einheiten:
t: Temperatur in °C
rho: Dichte in kg/m³
P : Absolutdruck in Pa
abs
j Relative Feuchte in %rF
2.8 Thermische Strömungssonden
Das Funktionsprinzip der thermischen Strömungsmessung basiert
auf einem beheiztem Element (meist NTC), dem durch die
auftretende kältere Strömung Wärme entzogen wird. Mit einer
Regelschaltung wird die Temperatur konstant gehalten. Der Regelstrom
ist ein Maß für die Geschwindigkeit.
Die thermische Messung (Hitzkugel- oder Hitzdraht-Anemometer)
ist von vielen Parametern abhängig. Ein Teil davon wird durch
Normierung von vornherein ausgeschlossen:
• Messen in Luft (beinhaltet Wärmeleitung und Wärmeübertragung)
• Wärmestrahlung (die Wahl eines geeigneten Messortes wird
vorausgesetzt)
• Strömungsprofil (unterschiedliche Sondenausführungen für
verschiedene Messaufgaben)
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2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Hitzkugelanemomter
Hitzdrahtanemometer
Flügelräder reagieren auf das an ihnen vorbeiströmende Luftvolumen.
Dabei ist die Messung quasi unabhängig von der Dichte
dieser Luft.
Im Gegensatz dazu wirkt auf thermische Anemometer die Masse
der vorbeiströmenden Luft: bei Luft mit gleicher Geschwindigkeit,
aber doppelter Masse (z.B. aufgrund doppelten Drucks), zeigt ein
thermisches Anemometer den zweifachen Wert eines Flügelradanemometer
an.
Eine konstante Luftmenge ändert beim Transport durch einen Klimakanal
seinen Druck und umgekehrt dazu sein Volumen bzw.
seine Geschwindigkeit. Deshalb muss man beim Messen mit
thermischen Anemometern größere Druckschwankungen berücksichtigen
und diese im Messergebnis korrigieren.
Die korrigierte Geschwindigkeit bzgl. Druck bzw. Dichte erhält
man durch die Multiplikation des Messwertes mit dem entsprechenden
Verhältnis der Drücke / Dichten.
Thermische Anemometer sind besonders für den unteren Strömungsbereich
geeignet. Im Messbereich bis 5 m/s bieten sie
deutlich bessere Genauigkeiten als alle anderen Verfahren.
Bei thermischen Anemometern kommen zwei NTC´s zum Einsatz.
Der erste wird auf eine Temperatur aufgeheizt, die deutlich
höher als die der zu messenden Umgebung liegt. Der zweite
misst die Umgebungstemperatur und dient zur Kompensation
von Temperatureffekten.
Der aufgeheizte NTC wird durch vorbeiströmende Luft abgekühlt.
Die Energie, die nachgeführt werden muss, um den Sensor trotzdem
auf einer konstanten Temperatur zu halten, wird gemessen
und mittels Abgleichdaten in eine Strömungsgeschwindigkeit
umgerechnet.
Die Eignung für niedrige Luftgeschwindigkeiten ergibt sich auch
direkt aus der Sensorempfindlichkeitskurve. Die Empfindlichkeit
ist im unteren Bereich sehr stark und nimmt mit zunehmender
Strömungsgeschwindigkeit ab. Über 10m/s ist die Kennlinie so
flach, dass fertigungsbedingte Abweichungen von der Ideal-
Kennlinie nur noch mit großem Aufwand kompensiert werden
können und der Anwender einen brauchbaren Messeffekt erhält.
industrial services
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
2.8.1 Richtungscharakteristik Hitzdrahtsonde
Diese Sonde hat gewollt eine ausgeprägte Richtungscharakteristik.
Deshalb ist es mit dieser Sonde möglich Strömungsrichtungen
zu erkennen.
Richtungscharakteristik Hitzdrahtsonde
2.8.2 Messverfahren und Einflüsse
Dichteeinfluss
2.8.3 Korrektur des Absolutdruckes
Der Abgleich der thermischen Anemometer wird bei den meisten
Herstellern auf einen Druck von 1013 hPa bezogen. Der Anwender
muss nun, je nach seinem Absolutdruck vor Ort (Ermittlung
siehe Staurohr sowie nachfolgendes Beispiel), den momentanen
Absolutdruck im Messgerät eingeben oder, falls dies nicht möglich
ist, manuell korrigieren.
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22
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Windkanal inkl. Referenz-System
mit 16mm Flügelrad
Kalibriergegenstand testo 425
2.8.4 Beispiel-Kalibrierung in Mexico City
Referenz-System:
testo 400 inkl. 16mm Flügelrad
Genauigkeit: ±(0.2 m/s +1% v. Mw.)
Digit: ±0.1 m/s
Kalibriergegenstand (KG):
testo 425 inkl. Hitzdrahtsonde
Genauigkeit: ±0.53 m/s
Digit: ±0.01 m/s
Umgebungsbedingungen Mexico City
Ortshöhe: 2000 m; aktueller atmosphärischer Druck: 800 hPa
Ergebnisse (Anzeigen der Messgeräte):
Referenz: 10,1 m/s, Kalibriergegenstand: 8,20 m/s
Kalibrier-Ergebnis ohne Druckkorrektur:
8,20 m/s – 10.1 m/s = -1,90 m/s
Druck-Korrektur:
g
Kalibrier-Ergebnis mit Druckkorrektur:
10,38 m/s – 10,1 m/s = 0,28 m/s
2.9 Akustische Messverfahren
2.9.1 Physikalische Grundprinzipien
Mitführungseffekt
Die Mitführung von Schallwellen im Fluid ändert die Ausbreitungsgeschwindigkeit
der Welle.
c+v in Strömungsrichtung
c-v gegen die Strömungsrichtung
industrial services
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Dopplereffekt
Es entsteht eine Frequenzänderung delta f wenn sich Sender und
Empfänger aufeinander zu (+) oder voneinander weg (-) bewegen.
Messungen nach dem Dopplereffekt sind möglich, wenn die
Strömung schallstreuende Teilchen mit sich führt, die als bewegte
Sender oder Empfänger dienen (Feststoffteilchen, Gasbläschen
in Flüssigkeiten etc.).
Es ist ein Messverfahren, das hauptsächlich im Bereich der
Durchflussmessechnik von Flüssigkeiten und Gasen angewandt
wird. Durch stationär eingebaute Mess-Systeme sind Genauigkeiten
von besser 1% möglich.
Mit aufwendigen Rechenverfahren und Auswertelektroniken ist
hier neben der reinen Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit
auch die Erfassung der Strömungsrichtung möglich.
Ultraschallanemometer
2.10 Messprinzip LDA (Laser-Doppler-Anemometer)
Basis für diese Auswertung ist das Nutzen des Dopplereffektes
im optischen Bereich.
Der Strahl eines Lasers wird mit einem Strahlteiler in zwei parallele
Strahlen aufgespalten. Diese parallelen Strahlen werden über
eine Linse am Messpunkt in der zu vermessenden Strömung zum
Schnittpunkt gebracht.
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2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
Das Messvolumen hat etwa einen elliptischen Querschnitt und
ist von einem Hell-Dunkel-Streifen-System (man denke an Lichtschranken)
durchzogen, das durch die Interferenz der beiden sich
kreuzenden Laserstrahlen entsteht. Die zu messende Strömung
muss kleine Partikel enthalten. (1-5 µm). Solche Partikel sind in
den meisten Gasen als natürliche Verunreinigung enthalten, können
bei Bedarf aber auch zugegeben werden.
Wenn sich nun ein Partikel durch das Lichtschrankensystem
bewegt, so verursacht es jeweils beim Durchgang durch eine
„Lichtschranke“ Streulicht in alle Raumrichtungen. Mittels einer
Empfangslinse wird ein Teil des Streulichts auf eine Photodiode
fokusiert. Die Frequenz dieser Streulichtimpulse und der Abstand
der Interferenzstreifen gehen in die Berechnung der Geschwindigkeit
ein.
Bei LDA (Laser-Doppler-Anemometer) wird somit die Geschwindigkeit
m/s auf die SI-Einheiten Meter (Abstand der Interferenzstreifen)
und Sekunde (Frequenz des Streulichts) zurückgeführt.
Mess-Stelle nach Austrittsdüse im DKD-Windkanal der Testo industrial services
Grundprinzip LDA-Messung
industrial services
2 Messung der Strömungsgeschwindigkeit
2.11 Übersicht Testo-Mess-Sonden und Messbereiche
Testo Strömungssonden
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3 Messung in Kanälen
3.1 Strömungsprofile
3.1.1 Laminare Strömung
Bei der laminaren Strömung oder Schichtströmung bewegen
sich die Teilchen auf zur Kanalachse parallelen Stromlinien, ohne
sich untereinander zu vermischen. Das Strömungsprofil hat ein
ausgeprägtes Maximum in der Kanalmitte.
Faustformel: Die mittlere Geschwindigkeit bei laminarer Strömung
liegt bei ca. 1/3 D
Strömungscharakteristik
Strömungsprofil
3.1.2 Turbulente Strömung
Bei der turbulenten oder wirbelbehafteten Strömung treten neben
der in Kanalachse gerichteten Transportbewegung noch Querbewegungen
auf, die zu einer Vermischung der Strömungsteilchen
führen. Die Geschwindigkeitsverteilung ist wesentlich gleichmäßiger
als bei der laminaren Strömung.
Strömungscharakteristik
Strömungsprofil
3.1.3 Ideale laminare und turbulente Strömungsprofile
Das nächste Bild zeigt ideale Strömungsprofile im Kanal. Links
eine ausgeprägte laminare Strömung mit einem deutlichen Maximum
in der Kanalmitte, die mittlere Strömungsgeschwindigkeit
liegt bei ca. einem Drittel des Kanaldurchmessers. Rechts sieht
man ein turbulentes Grenzschichtprofil (keine Verwirbelungen) mit
einer weitgehend konstanten Strömung in der Kanalmitte und
industrial services
3 Messung in Kanälen
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3 Messung in Kanälen
drastischem Abfall an den Wänden. Zwischen diesen beiden Idealformen
sind alle Mischformen möglich, deshalb ist eine Netzmessung
in der Regel unumgänglich.
laminare und turbulente Strömungsprofile
3.1.4 Reynoldszahl
Die Bestimmung, ob eine Strömung laminar oder turbulent ist,
erfolgt über die sogenannte Reynoldszahl.
Beim Messen in Kanälen hängt die Messgenauigkeit sehr stark
von dem im Kanal ausgeprägten Strömungsprofil ab. Extreme,
ideale Geschwindigkeitsprofile sind zum einen die laminare Strömung,
diese ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein ausgeprägtes
Maximum in der Kanalmitte besitzt mit einem symmetrischen
Rückgang der Geschwindigkeit zur Kanalwand hin. Ca.
auf 1/3 des Kanaldurchmessers findet man die mittlere Luftgeschwindigkeit.
Ein anderes, ideales Profil ist das turbulente Grenzschichtprofil.
Dieses ist besonders gut für die punktuelle Mittelwertbildung geeignet,
da fast über den gesamten Kanalquerschnitt eine relativ
gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit herrscht.
Solche idealen Profile findet man fast nur in sehr langen geradlinig
verlaufenden Kanälen, in denen sich keine Störstellen befinden.
In der Praxis findet man fast ausschließlich problematische Mess-
Stellen, d. h. Kanalabschnitte, die nicht ausreichend lang geradlinig
sind. Blenden, Ventile, Krümmer und sonstige Bögen behindern
die Ausbildung einer gleichmäßigen Strömung. In harmlosen
Fällen führt das dazu, dass das Maximum des Strömungsprofils
nicht in der Kanalmitte liegt, sondern eher am Rand, in problematischen
Fällen kann es auch Rückströmeffekte geben oder einen
Bereich ohne Strömung.
Bei der Messung in Kanälen mit kleinem Querschnitt (als Richtwert
gilt hier, wenn die angeströmte Fläche der Sonde im Verhältnis
zum freien Kanalquerschnitt größer als 1:100 ist) stört die eingebrachte
Sonde selbst das Strömungsverhalten im Kanal. Die
Anzeige ist dabei um den prozentualen Anteil der Querschnittsverengung
erhöht.
Mit diesem Faktor kann die angezeigte Strömungsgeschwindigkeit
verrechnet werden. Wichtig ist hierbei, dass auf einer Länge
von mind. 10x Kanaldurchmesser vor der Sonde und 4-6x
Kanaldurchmesser nach der Sonde keine Störstellen vorhanden
sind und die Mess-Stelle Kanalwand/Sondenschaft gut abgedichtet
wird.
Einheiten:
Re= Reynoldszahl (dimensionslos)
d= Kanaldurchmesser in m
v= Strömungsgeschwindigkeit in m/s
u= kinematische Viskosität in m²/s
Kennzahl:
laminar: Re = < 2320
turbulent: Re= > 2320
Beispiel 1 (turbulentes Strömungsprofil):
Einheiten:
d= 0,1 m
v= 1 m/s
u= 17e-06 m²/s (Wert für Luft)
Re ist größer als 2320, d.h. Strömung ist turbulent
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3 Messung in Kanälen
29

30
3 Messung in Kanälen
Beispiel 2 (laminares Strömungsprofil):
Einheiten:
d= 0,1 m
v= 1 m/s
u= 17e-06 m²/s (Wert für Luft)
Re ist kleiner als 2320, d.h. Strömung ist laminar
3.2 Verfahren zur Netzmessung in Kanälen
3.2.1 Verfahren nach DIN EN 12599
Im Folgenden sind Messverfahren/-methoden, Berechnungen
und Messgeräte zur Volumenstrombestimmung beschrieben,
welche u. a auch in der DIN EN 12599 vorgeschlagen werden.
DIN EN 12599
Lüftung von Gebäuden
Prüf- und Messverfahren für die Übergabe eingebauter raumlufttechnischer
Anlagen.
3.2.2 Trivialverfahren
Als Trivialverfahren werden alle Messverfahren bezeichnet, bei
denen keine besonderen Annahmen über das Geschwindigkeitsprofil
getroffen werden können. Das Geschwindigkeitsfeld
wird auf beliebig vielen Messgeraden punktweise ausgemessen.
Die Zahl der Messpunkte ist neben der geometrischen Größe des
Querschnitts entscheidend vom Geschwindigkeitsprofil abhängig.
Im Bereich großer Geschwindigkeitsunterschiede sind die
Abstände der Messpunkte kleiner zu wählen und entsprechend
differenziert zu bewerten.
In rechteckigen Luftleitungen kann der Messquerschnitt vereinfacht
in gleich große Flächenelemente aufgeteilt werden. Der relative
Wandabstand der Messpunkte wird dann nach folgender
Formel berechnet:
y, x Koordination der Messpunkte
i i
B Breite der Luftleitung
H Höhe der Luftleitung
i Ordnungszahl des Messpunktes (auf einer Messgeraden)
n Zahl der Messpunkte (auf einer Messgeraden)
Bei einem gleichmäßigen Geschwindigkeitsprofil kommt man bereits
mit wenigen Messpunkten zu einem repräsentativen Messergebnis.
Stellt man jedoch über den Querschnitt starke Strömungsgeschwindigkeitsunterschiede
fest, so ist die Anzahl der Messpunkte
zu erhöhen. Die Anzahl der Messpunkte ist dann ausreichend,
wenn der Messwert einer jeden Fläche für seine nähere
Umgebung repräsentativ ist, d.h. wenn er als echter Mittelwert für
seine Teilfläche angesehen werden kann.
Trivialverfahren – relativer Wandabstand nach DIN EN 12599
relativer Wandabstand der Messpunkte im Rechteckkanal (Trivialverfahren)
industrial services
3 Messung in Kanälen
Schema Netzmessung
Messpunktverteilung
Trivialmethode
31

32
3 Messung in Kanälen
Schwerlinienverfahren
3.2.3 Schwerlinien-Verfahren
Das Schwerlinien-Verfahren ist für Kreis- und Kreisringquerschnitte
anzuwenden. Bei dieser Methode werden die Messorte
so gewählt, dass:
• zu jeder Messung ein flächengleicher Kreisring gehört
• bei linearer Geschwindigkeitsverteilung die repräsentative
Geschwindigkeit nicht auf der Mittellinie, sondern auf der
Schwerlinie des Kreisringes liegt.
Die Auswertung der Messung erfolgt durch arithmetische Mittelung
der einzelnen Geschwindigkeitswerte in den Schwerlinien.
Schwerliniendurchmesser:
D i / D
Abstand der Schwerlinien
von der Rückwand:
y i / D
Kreisrohr
D Durchmesser des Außenkreises
i Ordnungszahl der Kreisringe von außen gezählt
n Anzahl der Kreisringe
Schwerlinien-Verfahren – relativer Wandabstand
nach DIN EN 12599
relativer Wandabstand der Messpunkte im runden Kanal
(Schwerlinienverfahren)
Schwerlinien-Verfahren – relativer Schwerliniendurchmesser
nach DIN EN 12599
relativer Schwerliniendurchmesser
industrial services
3 Messung in Kanälen
33

34
3 Messung in Kanälen
3.2.4 Log-linear Verfahren
Das Log-linear Verfahren geht von der Voraussetzung aus, dass
ein turbulentes Grenzschichtprofil vorhanden ist, das durch ein
Log-linear-Gesetz beschrieben werden kann. Das Log-linear
Verfahren kann allgemein bei Messungen in Kreisquerschnitten
angewendet werden.
Die Messunsicherheit ist grundsätzlich nicht größer als bei den
anderen Verfahren. Die Messorte sind hierbei auf mindestens
zwei zueinander senkrechten Durchmessern zu verteilen. Mehrere
Messgeraden sind so zu wählen, dass gleiche Kreissegmente
entstehen.
Log-linear Verfahren
Log-linear Verfahren – Beispiele relative Wandabstände
relativer Wandabstand der Messpunkte im runden Kanal (Log-linear Verfahren)
3.3 Berechnung des Volumenstroms
Aus den einzelnen Geschwindigkeitsmesswerten der verschiedenen
Verfahren ist die mittlere Strömungsgeschwindigkeit und daraus der
Luftvolumenstrom nach folgender Formel zu berechnen:
• Volumenstrom in m 3 /h
• mittlere Strömungsgeschwindigkeit in m/s
• Strömungsquerschnitt in m 2
Beispiel:
Bei einem Querschnitt A von 0,5 m2 und einer gemessenen mittleren
Geschwindigkeit von 4 m/s ergibt sich ein Volumenstrom
von 7.200 m3 /h.
3.4 Fehlerquellen / problematische Mess-Stellen
3.4.1 Mess-Stellen Planung
Wichtigste Voraussetzung für eine genaue Messung ist die Eignung
des Messortes und des Mess-Sytems. Dies gilt besonders
für die Durchführung von Luftstrommessungen in Kanälen. Deshalb
muss schon der Anlagenplaner die Messorte im Ausführungsplan
(Projektplan) festlegen. Dabei sind folgende Kriterien
zu berücksichtigen:
• An allen Hauptkanälen und an den Zuleitungen zu den Räumen
mit hohen Anforderungen sind Luftstrommess-Stellen
einzuplanen.
• Es sind Mindestabstände zu Störstellen einzuhalten. Zu
stromaufwärts liegenden Störstellen sollte ein Abstand eingehalten
werden, der mindestens dem 6-fachen hydraulischen
Durchmesser D h = 4 x A/U (A: Kanalquerschnitt, U: Kanalumfang)
entspricht. Zu stromabwärtsliegenden Störstellen
genügt ein Abstand von 2 x D h .
industrial services
3 Messung in Kanälen
35

36
3 Messung in Kanälen
Für den Gesamtfehler sind insbesondere die Fehler durch den
Einsatz des Messgerätes im unteren Teil des Messbereiches
sowie die Unregelmäßigkeit (Verzerrung) des Strömungsprofiles
ausschlaggebend.
Zu den zufälligen Fehlern kommen noch sogenannte systematische
Fehler hinzu. Dabei handelt es sich um „versteckte“ Fehler,
die dadurch entstehen, dass die Person, welche die Messungen
durchführt, verschiedene Einflüsse, die das Messergebnis verfälschen,
nicht erkennt.
Ein gutes Beispiel dafür ist die Messung der Luftgeschwindigkeit
im Rückstromgebiet eines Bogens mit einem Messgerät, das
unabhängig von der Strömungsrichtung positive Werte anzeigt.
3.4.2 Fehler durch Messungen im unteren
Teil des Messbereiches
Je nach Messverfahren weisen Strömungssensoren eine unterschiedliche
Fehlercharakteristik auf, die sich je nach Wahl des
Messbereiches negativ auf das Messergebnis auswirken kann.
So haben thermische Strömungssonden einen sehr kleinen
Grundfehler (im Bereich +/-2...5 cm/s), dem ein Empfindlichkeitfehler
von 2,5%...5% vom Messwert hinzuzufügen ist. D. h.
thermische Sonden eignen sich in erster Linie zur Messung von
niedrigen Luftgeschwindigkeiten, die Messunsicherheit nimmt mit
steigender Luftgeschwindigkeit linear zu.
Im Gegensatz dazu wird bei Flügelrädern die Messunsicherheit
in der Regel in % vom Endwert angegeben. Flügelräder besitzen
also einen konstanten Messfehler über ihren kompletten Messbereich.
Dadurch haben Flügelräder ihren optimalen Einsatzbereich
in der oberen Hälfte des Messbereiches. In der Regel kann man
sagen bis 5 m/s sind thermische Anemometer vorzuziehen, über
5 m/s Flügelräder.
3.4.3 Fehler durch falsche Messtechnik
Messung zwei verschiedener Strömungswerte mit einem Flügelrad
Die Mess-Stelle weist ein sehr ausgeglichenes Strömungsprofil
auf (Abstand von der Störstelle “Ventilator“ ca. 6 x D h ), so dass
die Messungenauigkeit im wesentlichen auf den Einsatz des Flügelrades
im unteren Teil des Messbereiches zurückzuführen ist.
Bei der Messreihe 2 mit höherer Luftgeschwindigkeit (4 m/s), verringert
sich die Messunsicherheit bereits von 19,5% auf 8,2%.
Noch besser ist die Fehlercharakteristik bei der Staurohrmessung
bei mittleren und hohen Luftgeschwindigkeiten. Durch die
Wurzelbildung bei der Berechnung der Luftgeschwindigkeit aus
dem dynamischen Staudruck geht der Messfehler bei steigender
Luftgeschwindigkeit stark zurück (trotz eines konstanten Grundfehlers
bei der Druckmessung).
3.4.4 Fehler durch Störstelleneinfluss
Die Messung von Luftströmen (Luftgeschwindigkeiten, dynamische
Drücke) erfordert eine drall- und rückstromfreie Strömung.
Deshalb muss die Mess-Stelle in ausreichendem Abstand
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3 Messung in Kanälen
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3 Messung in Kanälen
von der Störstelle gewählt werden. Eine Drallströmung ist stabil
und kann sich über große Strecken im Kanalsystem fortsetzen. In
solchen Fällen ist vor der Mess-Stelle ein Strömungsgleichrichter
einzubauen.
Problematische Mess-Stellen - Störstelleneinflüsse
Rückströmungen, die durch Ventile, Klappen und Krümmer entstehen
können, sind in der Regel nach einem Abstand vom zweifachen
hydraulischen Durchmesser (2 x D h ; D h = 4 x A/U) zur
Störstelle abgebaut. Allerdings ist das Strömungsprofil so stark
verzerrt, dass eine hohe Anzahl von Messpunkten erforderlich ist,
um die Unsicherheit der Messung gering zu halten.
Im Bild sind die mit einem Prandtl-Staurohr gemessenen Strömungsprofile
hinter einem Bogen für drei verschiedene Störstellenabstände
aufgezeigt.
Die Anzahl der zu wählenden Messpunkte eines Querschnitts
können aus nachfolgender Tabelle 1 entnommen werden. Zuvor
ist aus folgendem Bild die Unregelmäßigkeit (Verzerrung) des
Strömungsprofils zu bestimmen.
Strömungsprofile nach Krümmer
Empirischer Zusammenhang zwischen Unregelmäßigkeit des Strömungsprofiles
und dem relativen Abstand a/D von der Störstelle (aus DIN EN 12599)
h
Unsicherheit der Messung bei annähernd drallfreier Strömung in Abhängigkeit
von der Anzahl der Messpunkte
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3 Messung in Kanälen
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3 Messung in Kanälen
Berechnungsbeispiel - Messung im Rechteckkanal
Eckdaten:
Länge: 2m
Breite: 1m
Berechnung des hydraulischen Durchmessers:
Abstand zur Störstelle ist 3,5 x D h , daraus erfolgt eine Unregelmäßigkeit
des Profils von 20% (siehe Bild „Empirischer Zusammenhang“).
Will man nun eine Messortunsicherheit kleiner 12%
erreichen, muss man mindestens 10 Messpunkte verteilen.
Aus diesem Beispiel erkennt man, dass die Messfehler bei der
Strömungsmessung in erster Linie durch die Verhältnisse am
Messort, die Auswahl der richtigen Sonde und die richtige Handhabung
bestimmt werden. Die Gerätetoleranzen sind demgegenüber
zu vernachlässigen.
3.4.5 Fehler durch Querschnittsverengung
Die ideale Flügelradsonde für Kanalmessungen ist die kombinierte
Strömungs-/Temperatursonde mit Ø 16 mm. Diese Sonde
ist als Universalsonde anzusehen, da der Flügelradquerschnitt
einerseits groß genug ist, dass sich Anlaufeffekte und Lagerverschmutzung
nicht zu stark auswirken, andererseits sind die Maße
so klein, dass der Prüfloch-Durchmesser nicht zu groß sein muss.
Speziell in Verbindung mit einem Teleskop eignet sich diese Sonde
für Messungen in großen Luftkanälen. Bei Messungen in kleinen
Kanalquerschnitten ist der Einfluss des Flügelrad-Querschnittes
auf die Genauigkeit der Messung nicht mehr zu vernachlässigen,
dieser nimmt mit abnehmendem Kanalquerschnitt zu.
Die gemessene Strömungsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit
von der Eintauchtiefe des Flügelrades gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit
vor der Sonde erhöht. Dieser Effekt ergibt sich
durch die Querschnittsverengung des freien Strömungsquerschnittes
nach Einbringen der Sonde in den Kanal.
Versperrung des Strömungsquerschnittes durch die Sonde
Korrekturformel
Um diesen Effekt zu verdeutlichen, ist im unten stehenden Bild
eine Vergleichsmessung zwischen einer Flügelradsonde Ø 25
mm und einem Prandtl-Staurohr mit deutlich kleinerem Querschnitt
bei einem Kanal mit 250 mm Durchmesser gezeigt.
Messfehler durch die Verengung des freien Strömungsquerschnittes mit einem
Flügelrad-Anemometer im Vergleich zu Staurohrmessungen. Der Bezugsvolumenstrom
wurde mit der Einlaufdüse ermittelt
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3 Messung in Kanälen
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42
3 Messung in Kanälen
Die Messwerte einer Messreihe mit Flügelrad-Anemometer steigen
mit zunehmender Eintauchtiefe an (z. B. in der vertikalen
Ebene von 9,5 m/s bis 12,7 m/s).
Als Mittelwert über alle Messpunkte ergibt sich aus der Querschnittsverengung
durch das Flügelradanemometer eine erhöhte
Anzeige von ca. 9 %. Dieser Wert entspricht der theoretischen
Volumenstromerhöhung. Tatsächlich weicht der gemessene Volumenstrom
um + 28% vom Bezugsvolumenstrom ab. Der zusätzliche
Messfehler ist ein systematischer Fehler, der mit der
stark gestörten Umströmung des Flügelrades und der geringen
Eintauchtiefe im Kanal zusammenhängt.
3.4.6 Fehler durch Rückstromeffekte
Beim Einsatz von Flügelrädern ist das Auftreten einer Rückströmung
nicht aus den Messwerten ersichtlich, da alle Werte betragsmäßig
positiv angezeigt werden (die Drehrichtung des Flügelrades
kann von der nachfolgenden Messtechnik nicht erkannt
werden). Dieser Zusammenhang ist auch in der im nächsten Bild
dargestellten Vergleichsmessung ersichtlich.
Treten durch,von außen nicht sichtbare Kanaleinbauten (z.B.
Schalldämpfer im wärmegedämmten Kanal oder im Rahmen von
Montagearbeiten im Kanal zurückgelassene Gegenstände) starke
Rückströmungen auf, werden üblicherweise zu hohe Luftströme
gemessen.
Rückströmungen können auch durch Ventile, Klappen und Krümmer
entstehen. Diese sind in der Regel nach einem Abstand vom
zweifachen hydraulischen Durchmesser (2 x D h ; D h = 4 x A/U) zur
Störstelle abgebaut.
Empfehlung:
Verwendung von richtungsabhängig anzeigenden Sonden z.B.
thermische Sonden oder Staurohre in Verbindung mit Drucksonden.
Strömungsprofile, gemessen mit Flügelrad und Staurohr
3.4.7 Messfehler bei der Luftstrommessung
Auflistung der Einzel-Unsicherheiten
In der Messtechnik-Theorie unterscheidet man zwischen zufälligen
und systematischen Fehlern. Die zufälligen Fehler kann man
anhand von Fehlerrechnungen abschätzen. Dabei werden die
Unsicherheiten durch die Messanordnung, die Messmethode,
die Messgeräte und die Ablesungen zu einer Gesamtunsicherheit
zusammengefasst.
In folgender Tabelle sind Beispielbeträge für eine Unsicherheitsabschätzung
dargestellt.
Unsicherheit Bezeichnung Betrag [in%]
u1 Messortunsicherheit ±8
u2 Unsicherheit des Anemometers ±2
u3 Unsicherheit der Auflösung ±0,5
u4 Unsicherheit der Kanalbreite ±0,167
u5 Unsicherheit der Kanalhöhe ±0,25
u6 Positionierunsicherheit ±0,2
Messunsicherheitsabschätzung
industrial services
3 Messung in Kanälen
43

3 Messung in Kanälen
Eckdaten:
• Messwert: 20 m/s
• Messung mit einem 16mm Flügelrad:
- Auflösung Gerät: 0,1m/s
- Bereich: 0,6…40 m/s
- Genauigkeit: ±1% v.Ew.
• Rechteckkanal:
- Breite (l): 1.200mm
- Höhe (b): 800mm
u 1
u 2
u3 u4 u 5
u 6
Unregelmäßigkeit des Profils 20% (siehe Bild Strömungsprofile
nach Krümmer); bei 20 Messpunkten ergibt sich
eine Messortunsicherheit von ±8%
(40m/s : 20m/s) x 1% � ±2%
(0,1m/s : 20m/s) x 100; Unsicherheit � ±0,5%
Abschätzung: 2mm;
Unsicherheit (2mm : 1.200mm) x 100 ±0,167%
Abschätzung: 2mm;
Unsicherheit (2mm : 800mm) x 100 � ±0,25%
Abschätzung: 1% v.Mw. � ±0,2%
Berechnung der Gesamtunsicherheit
Ergebnis: 20m/s
Unsicherheit: U=±8,27%=±1,65m/s
Daraus ergibt sich für den Volumenstrom:
4.1 Messung an Kanalaustritten
Zur Messung an Kanalaustritten sind besonders große Flügelräder
geeignet, da diese die Strömungsgeschwindigkeit über eine
größere Fläche integrieren und somit die Störung vom Luftgitter
gemittelt wird. Misst man hier mit Flügelrädern mit einem kleinen
Durchmesser, so erhält man über den Gitterquerschnitt ein Auf
und Ab von maximalen und minimalen Strömungswerten, je nach
dem ob man sich gerade hinter dem Gitter oder gegenüber einer
freien Öffnung befindet.
Um hier ein repräsentatives Ergebnis zu erhalten, muss über
eine sehr große Anzahl von Einzelwerten gemittelt werden. Beim
großen Flügelrad reicht hier die Schleifenmethode aus, dabei wird
die Sonde nach und nach über die komplette Fläche des Gitters
bewegt und dabei zeitlich ein arithmetischer Mittelwert gebildet.
Gittermessung am Kanalaustrit
industrial services
4 Messung an Austrittsgittern
Durch das Luftaustrittsgitter wird die relativ gleichmäßige Strömung
im Kanalinnern stark verändert, es entstehen Gebiete mit
erhöhter Strömungsgeschwindigkeit an den freien Austrittsflächen
und Gebiete mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit und
Verwirbelungen an den Gittern. Je nach Ausführung des Gitters
beruhigt sich das Strömungsprofil in einigem Abstand vom Gitter
(ca. 20 cm). Es bleibt ein periodisch anwachsendes und abfallendes
Strömungsprofil übrig.
Nach der Ermittlung der mittleren Luftgeschwindigkeit errechnet
sich der Volumenstrom durch multiplizieren dieses Wertes mit
dem freien Strömungsquerschnitt des Gitters.
44 45

46
4 Messung an Austrittsgittern
Beispiel:
mit:
Kanalbreite: 0,5m
Kanalhöhe: 0,2m
Geschwindigkeit: 1m/s
Faktor 0,8, da möglichst der freie Strömungsquerschnitt ermittelt
werden soll.
Schätzung: 20% der Gitterfläche durch Stege verdeckt.
4.2 Fehlerquellen die das Messergebnis beeinflussen
4.2.1 Ungleichmäßige Führungsgeschwindigkeit des
Flügelrades
Es sollten mehrere Messungen durchgeführt werden, z. B. einmal
mit Führung der Sonde in senkrechten Schlaufen und einmal mit
Führung der Sonde in horizontalen Schlaufen. Das mittlere Ergebnis
wird für weitere Berechnungen verwendet.
4.2.2 Beeinflussung der Luftströmung durch Flügelrad
und Messperson
Vermeidung von unnötigem Versperren des Luftauslasses, da jeder
Strömungswiderstand das Messergebnis beeinflusst. Daher
wird die Verwendung möglichst großer Flügelräder mit Teleskop
empfohlen, dadurch befindet sich nur noch die Flügelradsonde
im zu messenden Strömungsprofil.
4.2.3 Ungleichmäßige Beaufschlagung des Gitters
Die Beaufschlagung des Gitterquerschnittes ist abhängig von der
Luftgeschwindigkeit im Kanal vor dem Luftdurchlass.
In Bild ‚Gittermessung am Kanalaustritt‘ ist ein Luftkanal mit 3
Gittern dargestellt.
Das Strömungsprofil am ersten Gitter ist sehr ungleichmäßig, da
industrial services
4 Messung an Austrittsgittern
vor diesem Auslass die größte Strömungsgeschwindigkeit im Kanal
herrscht.
Im rechten Bereich des Gitters findet eine Rückströmung statt
d.h. es wird Umgebungsluft in den Kanal gesaugt. Zudem weicht
die Ausblasrichtung der Zuluft stark von der senkrechten ab.
Schematische Darstellung (vereinfacht) der Geschwindigkeitsprofile am
Luftaustritt, zur Verdeutlichung der unregelmäßigen Beaufschlagung des Gitterquerschnittes
4.2.4 Abstand vom Flügelrad zum Luftaustrittsgitter ist
nicht definierbar
Zwischen den Luftleitlamellen erhöht sich die Luftgeschwindigkeit.
Direkt dahinter treten unabhängig vom Umlenkwinkel Wirbelgebiete
ohne definierte Strömungsrichtung auf. Der Einsatz von
Flügelrädern beschränkt sich auf gerichtete Strömungen ohne
ausgeprägte Geschwindigkeitsspitzen.
Deshalb ist das Flügelrad in einem gewissen Mindestabstand
über die Gitteroberfläche zu führen (Richtwert 5…30cm). Mit zunehmendem
Abstand vom Luftauslass vergleichmäßigt sich zwar
das Geschwindigkeitsprofil, allerdings weitet sich der Luftstrahl
mit zunehmendem Abstand auf und die mittlere Geschwindigkeit
nimmt ab. Die für die Volumenstromberechnung heranzuziehende
Querschnittsfläche ist hier nur schwer zu bestimmen,
siehe Punkt 4.2.5.
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4 Messung an Austrittsgittern
4.2.5 Freier Strömungsquerschnitt zur Berechnung des
Volumenstromes ist nicht definierbar
Die zur gemessenen Geschwindigkeit korrespondierende Fläche
kann nur geschätzt werden. Bei Luftgittern wird dabei vom freien
Strömungsquerschnitt ausgegangen.
Diese Art der Flächenermittlung ist nur für gerade angestellte Luftleitlamellen
(ohne Umlenkung) möglich. Für alle anderen Fälle ergeben
sich zu hohe Luftströme. Das gilt auch für mehrteilig aufgebaute
Gitter (z. B. mit Mengeneinstellung). Vielfach wird die Querschnittsminderung
durch die Gittereinbauten nach der Messung so abgeschätzt,
dass der Soll-Luftstrom ungefähr erreicht wird.
4.2.6 Zusammenfassung
Die Messung der mittleren Luftgeschwindigkeit an Luftdurchlässen
nach der Schlaufenmethode liefert nur dann überprüfbare
(reproduzierbare) Ergebnisse, wenn die gleichmäßige Beaufschlagung
des gesamten Gitterquerschnittes und die gerade Ausrichtung
der Luftleitlamellen gewährleistet ist (keine Umlenkung).
Dieser Fall ist in der Praxis nur selten vorzufinden, so dass die
Schlaufenmethode für Abnahmemessungen nur bedingt geeignet
ist und nur für abschätzende Messungen angewendet werden
darf. Dasselbe gilt analog für die punktuelle Mittelwertbildung
mit Sonden kleinen Querschnitts.
Die Messung an Luftaustrittsgittern kann dadurch verbessert
werden, dass man einen Ansatzkanal aus Hartschaum oder
Spanplatten verwendet, wie in Bild „Ansatzkanal mit Netzmessung“
dargestellt.
Am Ende des Kanales wird nach der Trivialmethode eine Netzmessung
z.B. mit einem Prandtl-Staurohr durchgeführt. Die Länge
des Kanales muss mindestens den 4-fachen hydraulischen
Durchmesser (4 x D h ; D h = 4 x A/U, berechnet aus dem Gitterquerschnitt)
haben. Bei drallfreier Strömung und bei geringem
Druckabfall durch den Ansatzkanal liefert diese Methode hinreichend
genaue Ergebnisse. Theoretisch wird jedoch immer ein zu
kleiner Luftstrom gemessen.
Ansatzkanal mit Netzmessung
industrial services
4 Messung an Austrittsgittern
Für Einregelungsarbeiten an kleineren Luftdurchlässen wird häufig
ein verjüngter Ansatzkanal verwendet, in dessen Zentrum ein
Flügelrad im Zwangsdurchlauf platziert ist. Hierbei ist der absolute
Wert des Luftstromes nicht von Bedeutung, da nur der Abgleich
der einzelnen Luftdurchlässe festzustellen ist. Der Gesamtluftstrom
des Luftkanales wird durch Netzmessungen ermittelt.
Die genaue Messung des Volumenstromes an Luftdurchlässen
ermöglicht die in der DIN EN 12599 beschriebene Nullmethode.
Das Messverfahren kommt wegen des hohen apparativen Aufwandes
in der Praxis nur in Sonderfällen zur Anwendung.
4.3 Messung an blasenden und saugenden Öffnungen
Die Messung an Austrittsgittern (blasend) ist zwar kritisch, aber
innerhalb gewisser Grenzen doch machbar. Hier wird das Strömungsprofil
durch das Gitter zwar beeinflusst, doch bleibt es in
der Regel auch in einiger Entfernung vom Gitter noch erhalten, so
dass die Geschwindigkeit gemessen werden kann.
Andere Verhältnisse findet man an Öffnungen vor, die Luft aus
dem Raum absaugen (saugend). Selbst ohne störende Einflüsse
eines Gitters sind die Strömungslinien nicht gerichtet, das Strömungsprofil
ist stark inhomogen.
Rechts: Messungen mit Trichtern an blasenden und saugenden Öffnungen
Kontrolle der Zuluft am Tellerventil
Kontrolle der Abluft am Aufputzlüfter
49

50
4 Messung an Austrittsgittern
Volumenstrombestimmung
mit Messtrichter
4.3.1 Messung an blasenden Öffnungen
Strömungslinien an blasenden Öffnungen
Bei blasenden Öffnungen gehen (wenn nicht mit Umleg- oder
Prallblechen gearbeitet wird) die Strömungslinien geradlinig weit
in den Raum hinein. Man hat die Möglichkeit in einiger Entfernung
von der Öffnung (5-30 cm) mit einem großen Flügelrad brauchbare
Ergebnisse zu erzielen.
4.3.2 Messung an saugenden Öffnungen
Bei einer saugenden Öffnung wird aufgrund der Druckverhältnisse
die Luft aus der unmittelbaren Umgebung der Öffnung
angesaugt. Die Strömungslinien sind nicht geradlinig. Bereits in
kleinerer Entfernung von der Öffnung ist keine Messung möglich.
Noch schwieriger wird dies an Absaugelementen mit einem
Ringspalt, siehe z. B. einstellbare Pilze. Hier ist ein zusätzlicher
Messtrichter unbedingt notwendig.
Im Beispiel Bild links „Volumenstrombestimmung mit Messtrichter“
wird Luft über einen einstellbaren Pilz abgesaugt, je nach
dem wie weit der Kegel in die Öffnung eingeschraubt wird.
Der freie Strömungsquerschnitt (Ringspalt) bestimmt die Menge
des abgesaugten Luftvolumens. Der dicht über der Absaugstelle
angebrachte Trichter ordnet die Strömungslinien und erzeugt
eine Messebene, in der mit einer Strömungssonde repräsentative
Messungen problemlos vorgenommen werden können.
Der abgesaugte Volumenstrom ergibt sich aus dem Messwert
der Strömungssonde, multipliziert mit dem Trichterfaktor (z.B.
Trichterfaktor 20).
4.4 Volumenstromermittlung über die Ventilatorkennlinie
industrial services
4 Messung an Austrittsgittern
Die Ermittlung des Volumenstromes am Zentralgerät der raumlufttechnischen
Anlage über eine Differenzdruck- und Drehzahlmessung
ist nur zulässig, wenn die Gerätekennlinie vorliegt. Diese
kann entweder auf dem Prüfstand des Geräteherstellers oder
vor Ort durch Kalibrierung aufgenommen werden.
Entnimmt man den Volumenstrom aus der Ventilatorkennlinie
(Firmenunterlagen), können sich je nach der Einbausituation des
Ventilators große Abweichungen vom tatsächlichen Volumenstrom
ergeben (siehe schematische Darstellung in Bild ‚Interpretationsfeher
bei der Volumenstrombestimmung‘).
Die Ventilatorkennlinie wird auf einem genormten Prüfstand ermittelt.
Dabei weichen die An- und Abströmverhältnisse zum Teil
erheblich von denen im Zentralgerät ab.
Interpretationsfeher bei der
Volumenstrombestimmung
anhand der Ventilatorkennlinie
51

52
5 Kalibrierung von Strömungssonden
Freistrahlkanal
Eiffelkanal
Göttingerkanal
5.1 Woher kommt der richtige Wert?
Zur Vergleichsmessung benötigt man einen Generator (Windkanal),
der die physikalische Größe erzeugt und ein DKD-kalibriertes
Referenz-Mess-System, mit dem man den richtigen Wert ermittelt.
5.2 Strömungsgenerator Windkanal zur Kalibrierung
von Strömungssonden
5.2.1 Freistrahlkanal
Offener Kanal ohne Strömungsrückführung. Ein Gebläse erzeugt
den Luftstrom, über einen wabenförmigen Gleichrichter wird die
Strömung gleichgerichtet (weitgehende Beseitigung von Drall
und Wirbeln). Zusätzliche Siebe verbessern nochmals die Strömungseigenschaften.
5.2.2 Eiffelkanal
Ebenfalls offener Kanal ohne Rückführung.
Mess-Strecke geschlossen.
Vorteil:
Der Antrieb sitzt hinter der Messkammer (saugend). Störungen
des Gebläses beeinflussen die Mess-Strecke nicht.
Der Testo-Mini-Windkanal ist prinzipiell ein Eiffelkanal.
5.2.3 Göttinger Kanal
Der Göttinger Kanal ist am meisten verbreitet. Umlaufkanal mit
offener/geschlossener Rückführung. Erstmals in Göttingen aufgebaut
deshalb der Name „Göttinger Bauart“.
Vorteil des Göttinger Kanals ist die Strömungsrückführung, die zu
einer wesentlichen Energieeinsparung führt.
Nachteilig ist die im Laufe der Zeit entstehende Erwärmung, die
eine Kühlung erfordert.
5.3 Testo DKD-Kanal
5.3.1 Eckdaten
• Göttinger Bauart
• Messbereich: 0,1…50 m/s
• Messunsicherheit: (0,5% v. Mw.; mind. 0,01m/s)
• Referenzsystem: Laser-Doppler- Anemometer
5.3.2 Bilder
Blick von oben
industrial services
5 Kalibrierung von Strömungssonden
Blick zur Mess-Stelle mit LDA, Staurohr und Kalibriergegenstand (Hitzdrahtsonde)
53

5 Kalibrierung von Strömungssonden
5.3.3 Strömungsprofile
Die Messfläche des Kanals wurde in X- und Y-Koordinateneinheiten
aufgeteilt und die Diagramme des Strömungsprofils mit
einem LDA in mehr als eine Stunde aufgenommen.
Zeitliche und räumliche Stabilität
Diagramm zeitliche Stabilität
Diagramm räumliche Stabilität
Geschwindigkeitsverteilung an der Austrittsdüse
Diagramm Geschwindigkeitsverteilung
industrial services
6 Kalibrierung von Volumenstromhauben
5.3.4 Rückführung der Strömungssonden
Rückführungs-Pyramide
54 55

6 Kalibrierung von Volumenstromhauben
6.1 DKD-Volumenstromkanal der
Testo industrial services GmbH
6.1.1 Kanalbild
DKD-Volumenstromkanal
Durch die frequenzgesteuerte Pumpe (1) können Massen- und
Volumendurchflüsse in saugender und blasender Richtung erzeugt
werden. Die zwei Ausgleichsbehälter (2) sind mit 7-Rohren
verbunden. Diese dienen zur Generierung verschiedener Volumenstrom-Bereiche.
Die Rohre haben folgende Durchmesser:
Rohr 1 Rohr 2 Rohr 3 Rohr 4 Rohr 5 Rohr 6 Rohr 7
d-Drosselöffnung 83 mm 83 mm 83 mm 83 mm 83 mm 50 mm 24 mm
D- Rohrdurchmesser 113 mm 113 mm 113 mm 113 mm 113 mm 67,8 mm 53,6 mm
6.1.2 Akkreditierungsumfang
Messgröße/
Kalibriergegenstand
Volumendurchfluss,
Volumen von
strömenden Gasen
(athmosphärische Luft)
Massedurchfluss,
Masse von strömenden
Gasen (atmosphärische
Luft)
Messbereich/
Messspanne
15 m 3 /h bis 2000 m 3 /h
15 kg/h bis 2000 kg/h
Messbedingungen/
Messverfahren
Luft unter Umgebungsbedingungen
Luft unter Umgebungsbedingungen
kleinste angebbare
Messunsichereheit
1,5% v.M.; jedoch nicht
kleiner als 0,3 m 3 /h
1,5% v.M.; jedoch nicht
kleiner als 0,3 kg/h
7.1 Kalibriergegenstand
industrial services
56 57
Anfrage:
7 Volumenstrombestimmung Schornstein
Bestimmung des Norm-Volumenstroms eines Schornsteins.
7.2 Verteilung der Messpunkte
Die Messpunkte wurden nach den hier abgebildeten Grafiken
rechnerisch verteilt. Die Verteilung der Punkte entspricht dem
Log-linear Verfahren.
Grafische Anordnung der Messpunkte
zu prüfender Schornstein
Berechnung der Messpunkte

58
7 Volumenstrombestimmung Schornstein
testo 454 inkl. Flügelradsonde
und Teleskopstange
7.3 Das Referenz-Messequipment im Jahr 1996
Zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit wurde ein testo
454 mit angeschlossener Flügelradsonde verwendet.
Aufgrund des großen Schornsteindurchmessers musste zusätzlich
eine Teleskopstange sowie eine Dachlatte zusammen mit der
Flügelradsonde befestigt werden (siehe Bild). Die zuvor berechneten
Abstände der Messpunkte wurden auf Dachlatte bzw. Teleskopstange
mit farbigem Klebeband markiert, um von außen die
richtige Position der Sonde feststellen zu können.
7.4 Messergebnis
Ergebnis (nicht korrigiert) - Betriebsvolumenstrom
industrial services
7 Volumenstrombestimmung Schonrstein
7.4.1 Berechnung des Norm-Volumenstrom
Ergebnis
gemessener Betriebsvolumenstrom: 110.007 m 3 /h
berechneter Norm-Volumenstrom: 77.875 Nm 3 /h
Anzeige (Gebäudeleitstelle): 80*1.000 Nm 3 /h =
80.000 Nm 3 /h
Daraus folgt:
80.000 Nm 3 /h - 77.875 Nm 3 /h = 2.125 Nm 3 /h
59

60
8 Verfahren zur Volumenstrombestimmung
8.1 Übersicht
Der Volumenstrom kann grundsätzlich auf vier verschiedene Arten
bestimmt werden:
1. Druckdifferenzmessung mittels einer Blende (Drosselelement)
2. Direkte Messung des Volumenstroms mittels Balometer
3. Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit im Kanal
und Berechnung über den Querschnitt
4. Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit am Austrittsgitter
und Berechnung über den Querschnitt
8.2 Druckdifferenzmessung mittels einer Blende
• Messung des Differenzdrucks an der Blende
• Berechnung des Massenstroms nach folgender Formel:
• und daraus Berechnung des Volumenstroms:
Beispiel Blende im Kanal
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8 Verfahren zur Volumenstrombestimmung
8.3 Direkte Messung des Volumenstroms mittels
Balometer
• Drallbleche werden vor der Messung (wenn möglich) entfernt
um die Messergebnisse durch turbulente Strömungen nicht
zu verfälschen
• Der Volumenstrom wird am endständigen Filter oder
Kanalauslass gemessen
• Berechnung des Volumenstroms:
= Gesamt-Volumenstrom in m 3 /h
= Einzel-Volumenströme der Auslässe in m 3 /h
8.3.1 Berechnungen
Umrechnung auf Normvolumenstrom Bezugstemperatur: 20°C:
Umrechnung auf Normvolumenstrom Bezugstemperatur: 15°C:
Umrechnung auf Normvolumenstrom Bezugstemperatur: 0°C:
61

62
8 Verfahren zur Volumenstrombestimmung
= Gesamt-Volumenstrom in m 3 /h
= korrigierter Volumenstrom bezogen auf
Normbedingungen
= barometrischer Luftdruck in hPa
= Zulufttemperatr in K (= Zulufttemperatur in
°C + 273,15 K)
8.4. Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit im
Kanal und Berechnung über den Querschnitt
• Angaben zur Messung finden sich in der DIN EN 12599 (2000)
(VDI 2080 wurde 2002 zurückgezogen)
• Messung nach dem „Trivial-Verfahren“ für rechteckige Kanäle
• Messung nach dem „Schwerlinienverfahren“ oder dem
„Log-linear Verfahren“ (turbulentes Strömungsprofil
vorausgesetzt) für runde Kanäle
• Vorschlag: mindestens 10 Messwerte pro Messpunkt
� Mittelwertbildung
• das Messraster sollte kleiner als 600 mm x 600 mm sein
Aus den einzelnen Geschwindigkeitsmesswerten ist die mittlere
Strömungsgeschwindigkeit und daraus der Luftvolumenstrom zu
berechnen:
= Volumenstrom in m³/h
= mittlere Strömungsgeschwindigkeit in m/s
A = Fläche des Kanals
3600 = Umrechnungsfaktor von Sekunden auf Stunden
industrial services
8 Verfahren zur Volumenstrombestimmung
8.5. Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit am
Austrittsgitter (z.B. Laminarflow-Filter)
und Berechnung über den Querschnitt
• Angaben zur Messung finden sich in der EN ISO 14644-3 und
VDI 2083-3.
• Nach EN ISO 14644 und VDI 2083 ist die Messebene 150 bis
300 mm unterhalb der Filteraustrittsfläche zu bestimmen
• Das Messraster sollte kleiner als 600 mm x 600 mm sein
• An jedem Messpunkt soll 10s gemessen werden
• Aus den einzelnen Geschwindigkeitsmesswerten ist die
mittlere Strömungsgeschwindigkeit und daraus der
Luftvolumenstrom zu berechnen: siehe Formel unter 8.1.4� �
63

9 Literaturverzeichnis
9 Literaturverzeichnis
Bohl, Technische Strömungslehre , Vogel Verlag
Nitsche, Strömungsmesstechnik , Springer Verlag
Wuest, Strömungsmesstechnik, Vieweg Verlag
Fiedler, Stömungs-und Durchflussmesstechnik, Oldenbourg Verlag
Prüfmittelmanagement, DGQ-Band 13-61, Beuth 1998, 1. Auflage
DIN EN 12599
EN ISO 14644
EN ISO 14644-3
VDI 2083-3
Klima-Fibel, Testo
Testo-Fibel: Prüfmittelüberwachung und Kalibrierung
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An:
testo industrial services
Gewerbestraße 3
D-79199 Kirchzarten
64 65
(
10.1 Prospektanforderung
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6
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Seminarübersicht
Kalibrierlexikon
Kalibrierung in akkreditierten Laboratorien
Leistungsübersicht
10 Testo industrial services GmbH

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10.2 Notizen
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10 Testo industrial services GmbH
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10 Testo industrial services GmbH
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