FH D - Frank Kameier - Fachhochschule Düsseldorf
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p∞<br />
J<br />
ρ =<br />
R = Gaskonstante = 287 ⋅ .<br />
R ⋅ T∞<br />
Kg⋅<br />
K<br />
Für den durchzuführenden Versuch wird die Temperatur mittels eines Thermoelements<br />
gemessen. Der Umgebungsdruck ist zu Beginn und nach Abschluss der Versuchsreihen an<br />
einem Barometer abzulesen.<br />
3.1 Winkelabhängigkeit des Prandtlschen Staurohres<br />
Aufgrund des Halbkugelkopfes ist ein Prandtlsches Staurohr relativ unempfindlich gegen seitliche<br />
Fehlanströmung. Nach /2/ wird beim statischen Druck eine Abweichung des statischen Drucks<br />
um 1% bei einer Schräganströmung von 5°(beim Gesamtdruck bei 12°) erreicht. Das folgende<br />
Bild zeigt die Winkelabhängigkeit für verschiedene Bautypen von Staurohren.<br />
Einfluss der Schräganströmung auf Staurohre mit Halbkugelkopf, aus/2/.<br />
3.2 Versuchsaufgabe:<br />
Ein kleines Tischgebläse mit einem austretenden Freistrahl steht zur Verfügung. Die örtlichen<br />
Austrittsgeschwindigkeiten sind für zwei Austrittsquerschnitte zu vermessen. Das Gebläse soll<br />
jeweils mit 2 Drehzahlen betrieben werden: mit größtmöglicher Drehzahl und mit etwa halber<br />
Drehzahl (nach Gefühl einstellen!). Zur Ermittlung des Strömungsprofils ist das Staurohr entlang<br />
des Austritts zu traversieren (verschieben).<br />
1. Lesen Sie den barometrischen Druck im Labor ab und programmieren Sie ein Schaltbild zur<br />
Berechnung der Dichte der Luft mit der Messgröße der Temperatur (Umrechnung in Kelvin<br />
nicht vergessen) und der Geschwindigkeit mit der Messgröße der dynamischen<br />
Druckdifferenz (vgl. Skript aus dem Vorversuch!).<br />
2. Messen Sie für jeden Austrittsquerschnitt einen Pfad entlang des Durchmessers; tragen Sie<br />
die 4 gemessenen Geschwindigkeitsprofile in ein gemeinsames Diagramm ein!<br />
Hinweise zur Gestaltung des Diagramms: Tragen Sie Messkurven, die miteinander verglichen<br />
werden sollen, immer in ein gemeinsames Diagramm ein. Verwenden Sie die Rohrmitte als<br />
Nullpunkt der Radius-Achse und kennzeichnen den Abstand zur jeweiligen Rohrwand.<br />
Sinnvolle Ausgleichskurven für die Messpunkte werden u.U. sogar nachträglich per Hand in<br />
das durch EXCEL erstellte Diagramm eingezeichnet. Überlegen Sie dabei, wie hoch die<br />
theoretische Geschwindigkeit an der Rohrwand sein sollte.<br />
3. Berechnen Sie den Volumenstrom aus der Geschwindigkeitsverteilung gemäß<br />
<strong>Kameier</strong>/Müller 15<br />
© <strong>FH</strong> <strong>Düsseldorf</strong> 2005
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