DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

6. Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung - 57 -
Mittlere Geschwindigkeit CWasser[m/s] CLuft[m/s]
bei Qmin. 0,546 8,20
bei Qmax. 1,913 28,70
Tabelle 7 Resultierende Strömungsgeschwindigkeiten im Hauptvolumenstrom
Die resultierende Strömungsgeschwindigkeit in Wasser wird anhand der Gl. 6-66 ermittelt.
Werden wie hier Modellversuche in Wasser anstatt in Luft durchgeführt, so reduziert sich die
erforderliche Geschwindigkeit des Wassers aufgrund der unterschiedlichen Zähigkeiten um
das 15 fache.
−5
ν Luft 1,
5⋅10
m²
/ s
cLuft = cWasser
⋅ = cWasser
⋅
−5
ν
0,
10 ⋅10
m²
/ s
Wasser
Gl. 6-67
Durch den im Versuch verwendeten Frequenzumrichter ist es möglich die Durchströmung
des Swirlcups beliebig zu variieren. In Verbindung dieser Variation mit einer nicht
vorhandenen Saughöhe der Pumpe kann diese einen höheren Volumenstrom als angegeben
liefern.
In dieser Arbeit wurde ein AFR von 50 als Betrachtungsgrundlage festgelegt. Aufgrund der
ermittelten Strömungsgeschwindigkeit des Wassers durch den Drallerzeuger, welche den
entsprechenden Luftstrom darstellt, musste zur Realisierung des gewählten AFR die
Strömungsgeschwindigkeit durch die Düse ermittelt werden.
Ermittlung des Volumenstroms der Pumpe zur Förderung der Rhodaminlösung
Im ersten Schritt wird das erforderliche Verhältnis der beiden benötigten Volumenströme in
Wasser ermittelt.
m&
AFR =
m&
daraus folgt:
V&
kl.
Pumpe
=
Luft
Brennstoff
ρ
ρ
H 2O
H 2O+
RD
ρ
= 50 =
ρ
V&
⋅
gr.
Pumpe
50
H 2O
H 2O+
RD
⋅V&
⋅V&
= 1⋅
gr.
Pumpe
kl.
Pumpe
( 60
− 210l
/ min)
50
� & = 1,
2l
/ min & = 4,
2l
/ min
Vkl . Pumpe(min)
Vkl . Pumpe(max)
Aufgrund der Tatsache, dass die vorhandene Pumpe nur einen maximalen Volumenstrom
von rund 0,0416 l/min liefern kann, wurde ein Faktor von 100 in Bezug zum maximal
geforderten gewählt, um ein entsprechendes Verhältnis abbilden zu können.