Titelaufnahme

Titel
Kalibrierung von pneumatischen Strömungsvektorsonden im Freistrahlwindkanal / von Michael Hilgert
VerfasserHilgert, Michael
Begutachter / BegutachterinWillinger, Reinhard
Erschienen2015
Umfang83 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2015
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Fünflochsonde / Conrad-Sonde / Kalibrierung
Schlagwörter (EN)Five-hole probe / Conrad-probe / Calibration
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-78433 Persistent Identifier (URN)
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Kalibrierung von pneumatischen Strömungsvektorsonden im Freistrahlwindkanal [4.07 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Diplomarbeit behandelt die Kalibrierung von pneumatischen Fünflochsonden im Freistrahlwindkanal. Pneumatische Sonden sind ein hilfreiches Mittel um Geschwindigkeit und Richtung von dreidimensionalen Strömungen zu messen. Aufgrund ihrer robusten Bauart können sie auch unter rauen Bedingungen, welche auch speziell in thermischen Turbomaschinen vorherrschen, verwendet werden. Geschwindigkeit und Richtung der Strömung werden dabei indirekt über die Messung des Drucks an fünf verschiedenen Stellen am Kopf der Sonde gemessen. Um einen Zusammenhang zwischen Druck und Strömungsrichtung bzw. Geschwindigkeit herzustellen, muss die Sonde kalibriert werden. Die Kalibrierung wird im Freistrahlwindkanal des Instituts für Energietechnik und Thermodynamik an der Technischen Universität Wien durchgeführt. Die verwendete Messmethode bezeichnet man als Ausschlagverfahren oder non-nulling Methode, was bedeutet, dass die Sonde während der Messung nicht bewegt werden muss. Die Sonde wird an vordefinierten Winkelpositionen in einen Freistrahl mit konstanter Geschwindigkeit gestellt. Nach der Messung werden Kalibrierkoeffizienten (dimensionslose Drücke) berechnet, welche zur Bestimmung von Richtung und Geschwindigkeit der Strömung dienen. Das Ziel dieser Arbeit ist es zwei Fünflochsonden, hergestellt von der AVA (Aerodynamische Versuchsanstalt Göttingen) zu kalibrieren, die Koeffizienten, welche zur Nutzung der Sonde für Messungen in thermischen Turbomaschinen notwendig sind, zu berechnen und den Winkelbereich zu ermitteln, in welchem die Sonden verwendet werden können. Weiters werden die Kalibrierdaten, welche von der AVA zu Verfügung gestellt werden, überprüft. Zusätzlich werden die experimentell ermittelten Ergebnisse mit den, mittels eines einfachen analytischen Verfahrens, dem sogenannten "Stromlinienprojektionsverfahren", berechneten Ergebnissen verglichen. Die in dieser Diplomarbeit angeführten Resultate bilden die Grundlage zur Verwendung der beiden Fünflochsonden.

Zusammenfassung (Englisch)

This master thesis deals with the calibration of pneumatic five-hole probes in a free wind tunnel. Pneumatic probes are still a useful tool for measuring velocity and direction of three-dimensional flows. Because of their solid design, they can be used in rough environment, especially in thermal turbomachineries. Velocity and direction are measured in an indirect manner by measuring pressures at different positions on the surface of the probe. To find the correlation between pressure, flow direction and velocity, the probe has to be calibrated. The calibration is done in the free-wind tunnel of the Institute for Energy Systems and Thermodynamics of the Vienna University of Technology. The method used for measurement is called "non-nulling method", which means that the probe is not moved during the test. Therefor the probe is positioned at predefined angular settings in a free jet with constant velocity. After the measurement, some calibration coefficients (dimensionless pressures) are calculated, which are used to determine the direction and velocity of the flow. The goal of this master thesis is to calibrate two five-hole probes manufactured by the AVA (Aerodynamische Versuchsanstalt Göttingen) and to determine the coefficients, which are necessary to use the probes for measurements in turbomachinery and to find the angular range in which the probes can be operated. Furthermore the calibration data, provided by the AVA, is reviewed. In addition a simple analytical method, called "streamline projection method" is used for comparison to the experimental calibration. The results presented in this master thesis build the foundation for using the two five-hole probes.