Anwendung sowie Bewertung der LCT/TLC - Lehrstuhl ...

Kühlfilmeffektivität und ihre Messung
Diesem liegen die schon vielfach angesprochenen Farbreaktionen von Flüssigkeiten bei be-
stimmten Temperaturen zu Grunde. Bei der Messung wird die Färbung über ein Bildverarbei-
tungssystem aufgezeichnet und jeder Farbe ist eine entsprechende Temperatur zuzuordnen.
3.3 Indirekte Messverfahren
Indirekte Messverfahren nutzen Analogien in physikalischen Vorgängen.
Bei Experimenten zur Bestimmung der Kühlfilmeffektivität kommt dabei die Analogie zwi-
schen Wärme- und Stofftransport zur Anwendung.
Am Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe wurden in der Vergangenheit
verschiedene Analogieverfahren zur Bestimmung der Kühleffektivität auf Schaufelgeometrien
eingesetzt.
Dabei wurden mit der Ammoniak-Diazo-Technik (ADT) sowie dem Naphtalin Verfahren wert-
volle Erfahrungen gesammelt und gute Messergebnisse erzielt. Diese Verfahren haben sich
bewehrt und sollen nun durch ein mögliches drittes, direktes Messverfahren mit TLC Folien
ergänzt werden. Dieses Kapitel beschäftigt sich nun mit den bereits verwendeten Verfahren,
die abschließend in 3.6 in ihren Eigenschaften sowie Vor- und Nachteilen mit dem TLC- Ver-
fahren verglichen werden.
Ammoniak-Diazo-Technik
Diese Technik gehört zu den remissionsfotometrischen Methoden. Das zu vermessende
Objekt wird mit einer Trägerfolie belegt, die mit einer wässrigen Mangan-II-Chlorid-Lösung
versetzt ist. Der das Messobjekt umströmenden Luft wird eine geringe Menge Ammoniak
beigemischt. Dabei muss gewährleistet sein, dass die Ammoniakverteilung in der umströ-
menden Luft homogen ist. Je nach örtlichem Stoffübergang reagiert die Oberfläche mit einer
dunkelbraunen Mangandioxid-Verfärbung. Es kommt zur Ausbildung verschiedener Graustu-
fen, welche mit einem Bildverarbeitungssystem der örtlichen Stoffübergangszahl zugewiesen
werden können.
Nach der Wärme- und Stofftransportanalogie verhalten sich Temperaturen und Konzentrati-
onen bei der Filmkühleffektivität proportional zueinander.
T
η =
T
∞
∞
− T
W
− T
K
C
=
C
∞
∞
− C
− C
W
K
Formel 3.3.1
Dieser Zusammenhang wurde in der Literatur bereits vielmals hergeleitet. Zur ausführlichen
Beschreibung und Herleitung möchte ich auf die Quellen [4], [5], [6] verweisen.
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