Diplomarbeit - FB 4 Allgemein - Fachhochschule Düsseldorf

Zusammenfassung
Zusammenfassung
Aufgabe der vorliegender Untersuchung war es, den Einfluss der Turbulenz und der
schrägen Anströmung bei der Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit mit
unterschiedlichen Anemometern zu bestimmen.
Vermessung der Geschwindigkeitsverteilung des Windkanals
Die Geschwindigkeit im Windkanal wurde mit unterschiedlichen Messmethoden wie
z.B. mit dem Prandtlschen Staurohr, Fiberfilm- und Ultraschallanemometer gemessen.
Die Geschwindigkeitsabweichungen zwischen den verschiedenen Messmethoden
betrugen ca. 2 %. Das heißt, dass alle verwendeten Methoden sich gut für die Messung
der Strömungsgeschwindigkeit im Windkanal eignen. Ein Messfehler von 2 % bedeutet
aber einen Fehler für den Energiegehalt des Windes von 4%.
Die Vermessung des Geschwindigkeitsprofils hat gezeigt, dass die
Geschwindigkeitsverteilung im Windkanal auf etwa 3/4 des Austrittsdurchmessers
von 600 mm gleichmäßig ist. Die Schwankung der mittleren Geschwindigkeit betrug
hier 1 %.
Vermessung des Turbulenzgrades vom Windkanal
Im Gegensatz zu der Geschwindigkeitsmessung erwies sich die Reproduzierbarkeit der
Turbulenzmessung als schwierig. Bei den verschiedenen Möglichkeiten, den
Turbulenzgrad zu bestimmen (mit DMM oder HP-Analysator aus dem Fiberfilmsignal
oder mittels Ultraschallanemometer), sind größere Abweichungen aufgetreten. Hierbei
wurden Turbulenzgrade von 0,2 bis 4 % ohne Turbulenzerzeuger und 2 bis 8 % mit
Turbulenzerzeuger bei gleichen Anströmbedingungen gemessen. Der Grund dafür lag
darin, dass die verwendeten Digitalmultimeter bei niedrigen Wechselspannungen unter
50 mVAC fehlerbehaftet messen. Die untersuchten Ultraschallanemometer berechnen
den Turbulenzgrad anders als die vorher beschriebenen Anemometer. Sie ermitteln ihn
aus den Standardabweichungen und der Windgeschwindigkeit.
Bei der Berechnung des Turbulenzgrades ist auf jeden Fall auf den dazugehörigen
Frequenzbereich der Schwankungsgröße zu achten, da sie einen nicht zu
unterschätzenden Einfluss auf den Turbulenzgrad hat. Je nach Samplingrate der
verschiedenen Messgeräte werden die Windgeschwindigkeiten unterschiedlich genau
erfasst. Da alle Messverfahren nach einem anderen Prinzip funktionieren und
unterschiedliche Frequenzauflösungen besitzen, ergeben sich relativ große
Abweichungen. An dieser Stelle können weitere Untersuchungen angeknüpft werden.
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