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

Auslegung und Versuchsaufbau
4 Auslegung und Versuchsaufbau
Ziel dieser Arbeit sollte die Auslegung und der Aufbau eines einfachen Versuchs für Mes-
sungen der Filmkühleffektivität mit thermochromen Flüssigkristallen (nachfolgend TLC's ge-
nannt) sein. Als Ergänzung zu den am Lehrstuhl bereits verwendeten indirekten Filmkühl-
und Wärmeübergangsmessverfahren sollen die TLC’s ein direktes Messen ermöglichen.
Als anschauliche Referenz für eine abschließende Bewertung dient eine Vergleichsmessung
mit möglichst gleichen Randbedingungen zwischen dem Ammoniak- Diazo Verfahren und
den thermochromen Flüssigkristallen.
4.1 Allgemein
Thermochrome Flüssigkristalle zeigen durch ihre hohe optische Aktivität eine Farbverände-
rung in Abhängigkeit der anliegenden Temperatur. Dieser Effekt sollte im Versuchsaufbau
als direktes Messverfahren zur Bestimmung von Temperaturen auf einer umströmten Platte
ausgenutzt werden. Es sollte somit die Kühlfilmeffektivität mit einer direkten Temperaturmes-
sung bestimmt werden. Für den Versuch wurden reversible TLC's verwendet, die für mehre-
re Versuche Verwendung fanden.
Realisiert wurde ein Versuchsaufbau im Göttingerwindkanal mit einer einfachen angeström-
ten Platte, auf der sich senkrecht zur Messstrecke Kühlluftbohrungen befanden. Die Mess-
strecke wurde durch den Kanalquerschnitt von 58x58 cm begrenzt und ist ca. 70 cm lang.
Auf die Platte wurden hinter den Kühlluftbohrungen die TLC’s in Folienform aufgeklebt.
Senkrecht darüber wurde eine CCD-Kamera für die Aufnahme der Farbreaktion installiert.
Als helle und möglichst diffuse Lichtquelle diente eine Stroboskoplampe, welche ebenfalls in
fester Position über der Messebene installiert war.
Der Versuchsaufbau orientierte sich vor allem an den Eigenschaften der TLC's. Die notwen-
digen Recherchen haben ergeben, dass je nach chemischer Zusammensetzung die Tempe-
raturbereiche, in denen sie verwendbar sind, stark divergieren. Das Einsatzspektrum liegt bei
etwa -20°C bis 80°C, in diesem Bereich arbeiten die Folien reversibel darüber hinaus können
die Verbindungen zerstört werden.
Die Bandbreite wird durch die Farbveränderung des TLC's zwischen Rot(Start)-Grün-Blau
und den dazugehörigen Temperaturen bestimmt. Außerhalb dieses Temperaturbereichs sind
sie farblos oder nehmen eine sich über die Temperatur nicht mehr ändernde Farbe an. Die
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