Unterlagen zum VTP Gebläse/Venturi - Prof. Dr.-Ing. Peter R ...

Prof. Dr.-Ing. K. Scheffler Windkanal Versuchstechnisches PraktikumProf. Dr.-Ing. P. Hakenesch___________________________________________________________________folgtP12= Δp12t⋅V&Da die Totaldruckzunahme am Gebläse Δ p t 12nicht direkt gemessen wird, sind die an den Stellen "5"und "6" ermittelten Werte auf die Stelle "2" zurückzurechnen.Bernoulli (2) - (5)mitundp2ρ+ ⋅ v222= p5ρ+ ⋅ v225+ Δp v ,25v2= v 5(konstanter Rohrquerschnitt)Δρ= ⋅ v22p v ,25 5⎛⋅⎜λ⋅⎝Ld⎞+ ζ ⎟⎠wobei aus Vorversuchen für den VerlusttermLλ ⋅ + ζ =0,25 dermittelt wurde, folgtρ 2p2= p5+ 0,25⋅⋅ v52ρ 2 2Δp t 12= ⋅ ( v2− v1) + ( p2− p1)2Mit v = 10 und = 0 1ρ 2 ρ 2ρ 2 ρ 2Δp t 12= ⋅ v2+ p2= ⋅ v5+ p5+ 0,25⋅⋅ v5= 1,25⋅⋅ v5+ p2 22 2p relativ zur Umgebung folgt 5Der Wirkungsgrad η ist der Quotient aus Nutzen zu AufwandNutzen Pη = =abAufwand PzuP P =Δp⋅V&⇒ab=Förderleistung t12zu= PWelle= MWelle⋅ωPΔpη =MWelle⋅V&π⋅ n ⋅30t12AffinitätsgesetzeIn Strömungsmaschinen herrschen Strömungsvorgänge, die durch Ablösungen und Randwirbel anden Gebläseblättern geprägt sind. Aus der Fluidmechanik ist bekannt, daß die genaue Lösung dieserkomplizierten Strömungsprobleme meist unüberwindliche mathematische Schwierigkeiten bereitet.Deshalb kommt dem Versuchswesen überragende Bedeutung zu. Mit Hilfe der Affinitätsgesetze kannman geometrisch ähnliche Laufräder miteinander vergleichen. Beim Zeichnen der DiagrammeV & = f ( n), Δ p = f ( n ) und P W= f ( n)fallen Proportionalitäten auf, die auch aus den Gleichungenabzuleiten sind. Der Einfluß des Parameters Rohröffnung auf die Wellenleistung wird verständlich,wenn man berücksichtigt, daß bei geschlossenem Rohr nur Verlustleistung und keine Förderleistungentsteht und daß das zu fördernde Medium oft eine sehr geringe Viskosität hat.

Prof. Dr.-Ing. K. Scheffler Windkanal Versuchstechnisches PraktikumProf. Dr.-Ing. P. Hakenesch___________________________________________________________________KennzahlenLieferzahlV&=u ⋅ϕ ist ein Maß für den Volumenstrom, den ein Gebläse, bezogen aufA Radseine Radaußenfläche A Rad und seine Umfangsgeschwindigkeit u,fördert.2 ⋅ Δ= ρ ⋅up t12Druckziffer ψ ist ein Maß für die Gesamtdruckdifferenz, die ein Gebläse, bezogen2auf seine Umfangsgeschwindigkeit u, erzeugtLeistungszifferλϕ ⋅ψη= ist ein Maß für die erforderliche Wellenleistung.Darstellung der ErgebnisseDie ermittelten Daten und Kennzahlen sollen tabellarisch mit den zur Verfügung gestelltenGleichungen dargestellt werden. Zur besseren Übersicht und zur Überprüfung der Meßergebnisse(Meßungenauigkeiten, Plausibilität, Proportionalitäten) sind folgende Diagramme anzufertigen:1. V = f ( n)2. Δp t 12= f ( n)3. P W= f ( n)4. η = f ( V&)5. = f ( V&)Δp t 12In das Kennlinienfeld, d.h. Diagramm 5 = f ( V&)Δ 12mit den zusätzlich einzutragenden Parameternp tDrehzahl und Düsenquerschnitt sollen auch noch Linien konstanten Wirkungsgrades eingezeichnetwerden, wodurch die umfassende Information des Gebläses in einem Diagramm zur Verfügung steht.LiteraturEck, Bruno, Ventilatoren, Springer VerlagVDI-Richtlinien, VDI 2044 Abnahme- und Leistungsversuche an VentilatorenDIN 24163 Ventilatoren Teil 1: Leistungsmessung, NormkennlinienDIN 24163 Ventilatoren Teil 2: Leistungsmessung, NormprüfständeDIN 24163 Ventilatoren Teil 3: Leistungsmessung an Kleinventilatoren

Prof. Dr.-Ing. K. Scheffler Windkanal Versuchstechnisches PraktikumProf. Dr.-Ing. P. Hakenesch___________________________________________________________________Meßwerte GebläseversuchDaten derDüseD [mm] 200 1000k 1 0,8733 1400Drehzahl Moment statischer Druck Staudruckn [min -1 ] M Welle [Nm] p 5 [Pa] q 6 [Pa]1800220025002800D [mm] 120 1000k 1 1,025 14001800220025002800D [mm] 100 1000k 1 1,0313 14001800220025002800D [mm] 80 1000k 1 1,0278 14001800220025002800D [mm] 50 1000k 1 1,0227 14001800220025002800D [mm] 0 1000k 1 1 14001800220025002800Rohrdurchmesser [mm] 200Laufraddurchmesser [mm] 500

Prof. Dr.-Ing. K. Scheffler Windkanal Versuchstechnisches PraktikumProf. Dr.-Ing. P. Hakenesch___________________________________________________________________2. Druckverteilung im VenturirohrGebläseVenturirohrZur Messung des Staudruckes am Eingang 0 wird an dem am Ende des Gebläses vor demVenturirohr befindliche Prandtl-Staurohr die Differenz zwischen Total- und statischem Druck amalkoholgefüllten Schrägrohrmanometer in Pa abgelesen. Je nach Neigung 1:n wird der Staudruckberechnet auspq =abgelesen[ Pa]nZur Messung der statischen Drücke 1-8 am Venturirohr wird eine Druckdose nach DMS-Prinzipeingesetzt, deren Referenzseite offen zum Laborraum ist, d.h. es wird direkt die Differenz[ mbar hPa]pi = pstat− pRef=abgelesen. Der statische Druck an der Stelle 0 (= statischer Druck am Prandtl-Rohr) wird durchlineare Extrapolation aus den beiden nächsten Drücken ermittelt nach:p2− p1p stat , 0= p1+ ⋅ − 45105 − 45( 0 )[ Pa]MeßstelleörtlicherRohrdurchmesser[mm]Abstand x vomEinlaß [mm]0 104 01 95 452 81 1053 70 1854 57 2255 44 3056 55 3977 70 4978 92 8179 102 877abgelesenerDifferenzdruck p i[hPa]Der Unterschied im Druckverlauf nach der Verengung erklärt sich durch die Einschnürung desKernstrahls, hervorgerufen durch die abgelöste Strömung an der Diffusorwand und der darausresultierenden Erhöhung der Geschwindigkeit, was eine Absenkung des Druckes zur Folge hat.Darstellung der ErgebnisseDie ermittelten Werte sollen tabellarisch dargestellt werden. Zur besseren Übersicht und zurÜberprüfung der Meßergebnisse sind folgende Diagramme anzufertigen:1. statischer Druckverlauf pgemessen = f ( x) , pberechnet= f ( x)2. Druckbeiwerte cp , gemessen= f ( x) , cp,berechnet= f ( x)3. Geschwindigkeitsverlauf v = f ( x) , v f ( x)gemessen berechnet=