Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente ...

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schließlich zur Beleuchtung des zu untersuchenden Objekts, eines planaren Düsenkanals
(siehe auch Bild I), verwendet. Veränderungen an der Blasenverteilung werden so
trotz kleiner Dimensionen der Düse (typisch 1 mm Länge und 0.04 mm2 Querschnittsfläche)
und gleichzeitig hoher Geschwindigkeiten bis in den Mikrometerbereich hinein
erfaßbar.
Die geeignete Auswahl von Fluoreszenzsubstanzen und darauf abgestimmten Farbglasfiltern
in den beiden Teilstrahlengängen erlaubt aufnahmeseitig ein sich gegenseitig
ausschließendes Filtern zweier praktisch gleichzeitig aufzunehmender Teilbilder. Diese
können mit einer Videokamera bei einer im Vergleich zum Doppelpulsintervall langsamen
Bildwiederholrate aufgezeichnet bzw. digitalisiert werden. Somit ist es möglich,
mit relativ einfachen Mitteln große Datenmengen für statistische Auswertungen zu
I akquirieren.
Die eingesetzten Excimer-Laser besitzen eine Pulsdauer von Ca. 10 bzw. 30 ns. Zu
dieser addiert sich die Abklingzeit der Fluoreszenzfarbstoffe, die bei etwa 30 ns liegt.
Eine Untersuchung der Gleichheit beider Bildauszüge zeigte erwartungsgemäß, daß
bei einem zeitlichen Versatz von weniger als 30 ns keine geometrischen Unterschiede
der Kavitationsblasenverteifung in den Teilbildern mehr zu erkennen waren.
Eine ähnliche Anordnung dient der Vermessung des Geschwindigkeitsfeldes im nicht-
kavitierenden Bereich der Düsenströmung (Bild 3). Hier wird die Doppelpuistechnik zur
Geschwindigkeitsvermessung von Latex-Partikeln mit 10 pm Durchmesser verwendet,
die im strömenden Fluid gleicher Dichte schweben. Die geringe Streustärke dieser
Partikel machte es erforderlich, die farbtrennende Doppelpulstechnik durch eine Ein-
farbtechnik zu ersetzen, die eine bessere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden
FJuoreszenzlichtes durch ein sehr nahes Heranbringen der Küvette an den Düsenkanal
erlaubt. Zugleich entfällt die abschwächende Wirkung der beiden Filterglaskanäle im
Auskoppelstrahlengang.
Doti~eluulseinheit Excimer-Laser
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Videokamera
Pianare Strahlfänger
Düse
Bild 3: Schematische Darstellung der PIV-Technik
Fluoreszenz-
küvette
Die Zugabe einer geringen Zahl solcher Partikel ändert die Struktur der auftretenden
Kavitation undIoder Casausfällung nachweislich nicht, da die überaus starken Wand-
einflüsse in Form hydrodynamisch induzierter Gradienten des statischen Drucks die
wesentlichen Detierrninanten hierfür sind.
Die Zahl der Schwebepartikel wurde so gering gewählt, da8 pro Belichtung nur ei-
nige wenige registriert werden konnten. Daher waren die üblichen automatisierten