1 Brandenburgische Technische Universität Cottbus Fakultät ...

2.2 Seeding
Das Hinzufügen geeigneter Partikel ist von entscheidender Bedeutung für die Güte
der PIV- Messung. An die Partikel werden verschiedene Anforderungen gestellt. Die
Menge des reflektierten Lichtes ist maßgeblich für den Kontrast der PIV- Aufnahmen.
Je mehr Licht reflektiert wird, desto kontrastreicher sind diese. Ein hoher Kontrast ist
für die spätere Auswertung bedeutungsreich. Desweiteren erfahren die Partikel auf-
grund der Gravitationskraft eine Beschleunigung in Richtung des Erdmittelpunktes.
Dies würde die Geschwindigkeitsmessung verfälschen.
Eine weitere Problematik ist die Trägheit der Partikel in einer beschleunigten Strö-
mung. Bei falscher Auswahl können die Partikel der Strömung nur unzureichend fol-
gen. Dadurch würde ein Zerrbild der tatsächlichen Strömungsverhältnisse entstehen.
Zur Abschätzung des Partikelfolgevermögens können folgende Formeln verwendet
werden:
2 ρp
− ρf
Ug
= dp
g
18η
Gl. 2-1
Diese Formel dient der Abschätzung der Sinkgeschwindigkeit als Folge der Gravitati-
onskraft.
2 ρp
− ρf
Us
= Uf
−Up
= dp
a
18η
Der Einfluss der Beschleunigung des Fluides ist in dieser Formel dargestellt.
Aus diesen beiden Formeln können zwei Dinge abgeleitet werden:
Gl. 2-2
- Der Durchmesser der Partikel geht quadratisch in die Formeln ein. Das heißt,
wenn der Durchmesser verdoppelt würde, vervierfacht sich der Geschwindig-
keitsunterschied.
- Der Dichteunterschied zwischen Fluid und Partikel macht sich umso geringer
negativ bemerkbar, je viskoser die Flüssigkeit ist.
Erkenntnisse daraus sind, dass die Dichte der Partikel an die Dichte des Fluids an-
gepasst werden muss. Weiterhin sollte der Partikeldurchmesser möglichst gering
gewählt werden. Dies divergiert aber zur Forderung nach hoher Lichtreflektion. Gro-
ße Partikeloberflächen reflektieren naturgemäß größere Lichtmengen als Kleine.
Diese Formeln sind nur für Partikel mit geometrisch einfacher Form, wie Kugeln oder
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