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    Strömungsmesstechnik

    Strömungsmesstechnik

    Autoren:

    Verlag:
    Springer-Verlag   Weitere Titel dieses Verlages anzeigen

    Auflage: 2., aktualis. u. bearb. A.
    Erschienen: Januar 2006
    Seiten: 224
    Sprache: Deutsch
    Preis: 109.99 €
    Illustration: 200 Abb.
    Maße: 297x210x18
    Einband: Kartoniert / Broschiert
    Reihe: VDI-Buch
    ISBN: 3540209905
    EAN: 9783540209904

    Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis
    Bezeichnungenxii
    1Einführung1
    2Druckmessung7
    2.2Bezeichnungen und Definitionen8
    2.3Messung des Wanddruckes12
    2.4Druckmesssonden15
      2.3.1Gesamtdrucksonden15
      2.3.2Sonden für den statischen Druck19
      2.3.3Differenzdrucksonden21
    2.4Druckmessgeräte und -aufnehmer22
      2.4.1Flüssigkeitsmanometer23
      2.4.2Elektromechanische Druckaufnehmer24
    2.5Drucksensitive Farben28
    2.6Messung von Wanddruckschwankungen32
      2.6.1Wandmikrofone32
      2.6.2Polymer-Sensor-Folien (Piezo-Folien)35
    3Geschwindigkeitsmessung41
    3.1Bezeichnungen und Definitionen43
    3.2Geschwindigkeitsmessung mit Drucksonden45
    3.3Thermoelektrische Geschwindigkeitsmessverfahren48
      3.3.1Hitzdrahtanemometrie49
      3.3.2Pulsdrahtanemometrie56
    3.4Optische Geschwindigkeitsmessverfahren59
      3.4.1Laser-Doppler-Anemometrie59
      3.4.2Laser-2 Fokus-Anemometrie66
      3.4.3Particle-Image-Velocimetry68
      3.4.4Laser-Speckle-Anemometrie75
      3.4.5Teilchenfolgevermögen77
    4Wandreibungsmessung79
    4.1Bezeichnungen und Definitionen80
    4.2Mechanische Verfahren (Wandschubspannungswaagen)84
    4.3Thermoelektrische Wandreibungsmessverfahren87
      4.3.1Oberflächenheißfilmtechnik87
      4.3.2Oberflächenhitzdraht92
      4.3.3Wandpulsdraht- und Wandhitzdrahttechnik94
      4.3.4Mikrotechnologie, Mikrosensorik98
      4.3.5Vergleich der thermoelektrischen Verfahren101
    4.4Wandreibungsmessung mit Drucksonden103
      4.4.1Preston-Rohr-Verfahren103
      4.4.2Oberflächenzaun, Stantonsonde und Oberflächendraht111
    4.5Optische Wandreibungsmessverfahren117
      4.5.1Omlm-Laserinterferometrie118
      4.5.2Wandgradienten-LDA121
    5Temperst urmessung124
    5.1Bezeichnungen und Definitionen125
    5.2Thermoelektrische Temperaturmessverfahren129
      5.2.1Thermoelemente129
      5.2.2Widerstandsthermometer134
    5.3Messung von Oberflächentemperaturen138
      5.3.1Infrarot-Thermografie142
      5.3.2Flüssigkristalltechnik150
    6Strömungssichtbarmachung154
    6.1Oberflächenvisualisierung155
      6.1.1Wolloder Textilfäden155
      6.1.2Anstrichverfahren156
    6.2Visualisierung durch Partikelzugabe158
      6.2.1Laserlichtschnittverfahren159
      6.2.2Farbfadenmethode161
      6.2.3Elektrochemische Visualisierungsverfahren163
    6.3Optische Verfahren167
      6.3.1Schlieren Schattenverfahren167
      6.3.2Interferometrie171
    7Spezielle Probleme der Grenzschichtmesstechnik177
    7.1Wandinterferenzen bei Geschwindigkeits- und Druckmessung177
    7.2Messtechnische Probleme bei Ablösungen181
      7.2.1Geschwindigkeitsmessungen in Strömungen mit Ablösung182
      7.2.2Wandschubspannungsmessungen in Strömungen mit Ablösung184
    8Signalanalyse189
    8.1Messwertaufnahme189
    8.2Analyse von Messwerten190
      8.2.1Statistische Methoden190
      8.2.2Fourier-Analyse193
      8.2.3Simultan-Signalanalyse195
      8.2.4Filter198
    8.3Visualisierung von Strömungsdaten200
    9Versuchsanlagen203
    9.1Allgemeine Windkanalkonzepte203
    9.2Unterschallkanäle205
    9.3Transsonik- und Überschallkanäle208
    9.4Hochdruck und Kryokanäle210
    Farbtafeln215
    Index219



    Register

    Index


    A

    A/DWandler 189
    Absorption 144
    Absorptionsgrad 147
    Adaptive Wände 210
    Amplitude 189
    Analysefeld 71, 73
    Ansprechzeit 132
    Anströmung
    - Quer 92
    - Schräg 54, 56
    Anströmwinkel 2, 17, 21
    Antriebsleistung 209, 211
    Aufstauwirkung 178
    Auftrieb 2


    B

    Bahnlinien 154, 158
    Belichtungszeit 161
    Beruhigungskammer 204, 209
    Bildauflösung 70
    Bildaufnahme
    - digital 70
    - fotografisch 75
    Bildsequenz 70
    Bildverzerrung 30
    Binder 29
    Bionik 167
    Bragg-Zelle 63, 69
    Brechungsindex 167, 174
    Brechungsindexanpassung 207
    Brennpunkt 59
    Brückenschaltung 49, 87, 99, 135


    C

    CCD-Kamera 70, 148
    Conrad-Sonde 17
    CPM 107
    CTA 49 f, 87


    D

    Dämpfungseigenschaft 32
    Dehnmessstreifen 25
    Deltaflügel 156, 162, 166
    Dichtefeld 171
    Dichtegradient 168, 171, 173 f
    Dichteunterschied 167
    Dickenänderung 118
    Differenzdrucksonde 21
    Diffusor, überkritisch 5, 184
    Dopplereffekt 59
    Dopplerfrequenz 61
    Druck
    - Absolut 25
    - atmosphärischer 9
    Differenz 25
    dynamischer 9, 21
    - Gesamt 9, 21
    - hydrostatischer 8
    - Partial 29
    - statischer 14, 21
    - Stau 21
    - Über 25
    Druckgradient 4, 83
    Druckmessfehler 12
    Druckmessschlauch 27
    Druckschwankungen 11
    - Wand 32
    Drucksensitive Farben 28
    Drucksonde 103
    - Gesamt 15
    - statische 19
    Druckverlust 7
    - Gesamt 10, 48
    Druckverteilung 7
    Druckwiderstand 8
    Durchmesser, dimensionsloser 14


    E

    Effektivwert 57
    Eigenerwärmung 137
    Einbaufehler 13, 86
    Elektrolyse 163
    Emissionsgrad 147 f
    Empfangsoptik 123
    Energiestromdichte 144, 146


    F

    Farbfadenmethode 161
    Farbschicht 28
    Farbschlieren 170
    Farbwert 151
    Feldmessung 5, 41
    Fertigungsungenauigkeiten 12
    Filter 198
    - Bandpass 71
    Fixpunkt 125
    Flächenverhältnis 23, 204
    Flügelmodell 30 f, 158
    Flüssigkeitsthermometer 125
    Flüssigkristall, thermochrom 150
    Flüssigkristallfolie 152
    Flüssigstickstoff 211
    Flugrichtung 66
    Flugversuch 34, 37, 152, 191
    Fluoreszenzlicht 28
    Fourier-Transformation 193 f
    Fast 62
    Freistrahl 203
    Frequenz
    - Abtast 189
    - Doppler 122
    - Grenz 33, 37, 100
    - Nyquist 190
    Frequenzanalyse 62
    Frequenzband 199
    Fünflochsonde 17


    G

    Gebläse 204
    Geschwindigkeit
    - Ausbreitungs143, 196
    - dimensionslos 81
    - Momentan43
    Geschwindigkeitsfeld 1, 75
    - instationär 74
    - zeitgemittelt 74
    Geschwindigkeitsgradient 3, 80
    Geschwindigkeitskomponenten 2, 43
    Geschwindigkeitsmessung 21
    Geschwindigkeitsschwankung 43
    Geschwindigkeitsvektor 48, 165
    Geschwindigkeitsverteilung 4
    - wandnah 104
    Gleichgewichtszustand 125
    Gleichrichter 203
    Gleichung
    - Bernoulli8, 45
    - Ideales Gas 7, 46, 124
    Grauwertverteilung 71, 148
    Grenzschicht 80, 156
    Geschwindigkeits 121
    Gleichgewichts 81, 97
    - kompressibel 105
    - Temperatur 89, 128
    Grenzschichtähnlichkeitsgesetz 94, 96, 104, 111, 185
    Grenzschichtähnlichkeitsparameter 81
    Grenzschichtdicke 80, 89
    Grenzschichteffekte 210
    Grenzschichtrand 178
    Grenzschichtumschlag 32, 35, 38


    H

    Häufigkeitsverteilung 57, 66
    Heizspannung 49
    Hitzdraht 48, 180
    - Sondenformen 55
    - Wand96, 185
    Hitzdraht anemometer 137


    I

    Interferenz, thermodynamische 178
    Interferenzfächer 122
    Interferenzstreifenmuster 60, 76, 121
    Interferogramm 172, 174 f
    Interferometer
    - Mach-Zehnder 171
    - Ölfilm-Laser 118
    Intermittenzfaktor 191
    Isentropenexponent 126


    K

    Kalibration
    - Druckaufnehmer 26
    - Hitzdraht 51
    - Oberflächenheißfilm 90
    - Oberflächenzaun 112
    - Preston-Rohr 104
    - PSP 29
    - Pulsdraht 57
    - Wandhitzdraht 98
    - Wandpulsdraht 95
    Kalibrationskurve 27
    Kalibrationsparameter 106
    Kaolin 156
    King'sches Gesetz 50
    Kohärenz 196
    Kompensatorplatte 171
    Kompressibilität 47
    Kompressibilitätsfaktor 10
    Kompressionswelle 170
    Konkavspiegel 167
    Kontraktionsverhältnis 204
    Kontrast 155
    Konvektion, erzwungene 87, 140
    Konzentrationsunterschied 168
    Korrekturfunktion 52, 180
    Korrelation
    - Auto 73, 75, 196
    Kreuz 73, 196
    Korrelationsfunktionen 72, 196
    Korrelationstheorem 72
    Kräftebilanz 2
    Kühleinrichtung 211
    Kugelsonde 17
    Kurtosis 191


    L

    Ladungsverstärker 25, 36
    Laser 59, 69, 171
    - Puls71
    Laserlichtschnitt 69, 160
    Laufzeitbestimmung 95
    Laufzeitmessung 56
    Leistungsbedarf 205
    Lochblende 171
    Luftströmung 159, 165
    Lumineszenz 28, 160


    M

    Maßeinheiten 8
    Mach-Zahl 2, 10, 47, 126, 210
    - Schubspannungs 112
    Manometer
    - Betz24
    - Flüssigkeits 23
    - Zweischenkel 24
    Mattscheibe 168
    Mehrfachdruckaufnehmer 27
    Membran 25
    Mikrofon 32
    MEMS 98, 114
    Mesophase 150
    Messfehler 86
    Messhandschuh 37
    Messkette 32
    Messprinzip
    - aktives 36
    - direktes 48
    - indirekes 48
    Messstellenumschalter 27
    Messstreckenfenster 208
    Messwert 189
    Messwertensemble 68, 95
    Miniaturisierung 98
    Mischungsschicht 162
    Mittelwert 43, 190
    Momentanwert 62, 190


    N

    Newton'scher Reibungsansatz 80
    Normalkraft 2
    Normalspannung 5
    Nußelt-Zahl 50, 90


    O

    Oberflächendraht 111
    Oberflächenheißfilm 88, 185, 187
    - Doppel188
    Oberflächenzaun 111, 185, 187
    Ölfilm 118
    Ölfilmtechnik 156
    Ölrohrkanal 208


    P

    Partikel 121, 158
    - Tracer 159
    Partikel-Tracking 75
    Partikelabbild 68
    Partikelbewegung 75
    Partikeldichte 75
    Partikelgeschwindigkeit 66
    Pfeilflügel 157
    Phasendifferenz 175
    Phasenlage 119
    Phasenmittelung 199
    Photodetektor 60, 66
    Photodiode 119
    Photolithografie 98
    Piezoeffekt 36
    Piezoquarz 25
    Pitot-Rohr 15, 46, 177
    Plattengrenzschicht 4
    Prandtl-Rohr 21, 46
    Prandtl-Zahl 128
    Preston-Rohr 103
    Prisma 170
    Pulsdraht 56
    PVDF-Sensor 35
    Pyroeffekt 36


    R

    Randbedingungen 1
    Rauch 159, 162
    Rauchdraht 165
    Rauchdrahtvisualisierung 166
    Recovery-Faktor 127, 133
    Reibungsbeiwert 83
    Reibungswiderstand 79
    Reynolds-Spannung 5, 44
    Reynolds-Zahl 2, 41, 50, 90, 159, 210
    - Bohrloch13
    Reynoldsanalogie 89
    Reynoldszerlegung 190
    Rezirkulation 41, 115
    Richtungsabhängigkeit 92
    Richtungsbestimmung 16
    RMS-Wert 11, 34, 43, 190
    Rochon-Prisma 66
    Rückströmung 81


    S

    Sauerst off-Quenching 28
    Schalldruckleistung 34
    Schallhals 210
    Schattenverfahren 168
    Scherschicht 162, 166, 169
    Schiebewinkel 2
    Schiefe 191
    Schlierenanlage 167
    Schubspannung
    - molekular 44
    - turbulent 44
    Schubspannungsansatz 3, 94
    Schwankungsanteil 190
    Schwankungsgröße 5, 43
    Seebeck-Effekt 129
    Seeding 75
    Seitwärtsstreuung 68
    Sensorarray 33, 37
    Sersche Scheibe 19
    Signal 189
    - Differenz92
    Signal-Rausch-Verhältnis 197
    Signalamplitude 115
    Silizium 98
    Simulation
    - Grobstruktur5
    - numerische 41
    Sondengeometrie 16
    Spaltblende 167
    Speckle 75
    Specklegramm 76
    Spektrum 193
    - Amplituden 34, 195
    - elektromagnetisches 142
    - Leistungsdichte. 34, 100, 115, 195
    Sperrflüssigkeit 23
    Standardabweichung 191
    Stanton-Sonde 111
    Strahler, Schwarzer 144 f
    Strahlungsbilanz 144
    Strahlungsenergie 143
    Streichlinien 154, 163
    Streifenabstand 122
    Streifenmuster 172
    Streulicht 59
    Streulichteigenschaften 159
    Streulichtintensität 161
    Strömungsablösung 74, 85, 156, 169
    - druckinduziert 181
    - geometrieinduziert 181
    stoßinduziert 181
    Strömungsfeld 1 f, 7, 19, 41
    Strömungsgeschwindigkeit 10
    - wandnahe 94
    Strömungskörper 2
    Strömungsparameter 1, 5
    Strömungsrichtung 182
    Strömungssichtbarmachung 206
    Strömungsstruktur 200
    Strömungsvektor 17
    Stromlinie 154, 200


    T

    Trenn 181

    Taktfrequenz 57
    Taktzahl 95
    Tangentialkraft 2
    Teilchenfolgevermögen 160
    Teilchenrate 62
    Temperatur
    - Eigen 127
    - Gesamt 126
    - Oberflächen 138, 141, 147
    - Recovery 127
    - Sensor 87
    - statisch 126
    - Strömungs 46
    - Wand 140
    Temperaturänderung 89
    Temperaturdifferenz 130, 149
    Temperatureinfluss 52
    Temperaturfeld 4, 153, 175
    Temperaturgradient 3
    Temperaturschwankung 128
    Temperaturskala 125
    Temperaturverteilung 148, 151, 174
    Thermistor 131, 138
    Thermoelement 130
    - Mantel132, 138
    Thermografie
    - Infrarot142
    Thermometer
    - Widerstands134, 136
    Thermospannung 130
    Thermospannungskoeffizient 130
    Tollmien-Schlichting-Welle 37
    Topologie 154, 201
    Tragflügelprofil 2
    Transition 156
    Transitionslage 149, 191
    Transmitter
    - elektromechanisch 25
    - induktiv 26
    - piezoresistiv 25
    Transportvorgang, turbulenter 5
    Trigger 61, 71, 199
    Turbulenz 44, 49
    Turbulenzgrad 68, 161, 182, 204
    Turbulenzintensität 68
    Turbulenzkeil 157
    Turbulenzmodell 5


    U

    Überhitzungsverhältnis 180
    Überschallströmung 19, 126
    Umlenkung 205
    Unterschallströmung 19


    V

    Varianz 190
    Verdichtungsstoß 10 f, 20, 39, 48, 169 f, 173 f
    Verdrängungsfaktor 109
    Verdrängungs Wirkung 14, 19
    Verschiebungsfaktor 178
    Verschiebungsvektor 73
    viskose Unterschicht 80, 94, 121
    Viskosität 79


    W

    Wärmeabgabe, konvektiv 87
    Wärmebilanz 50
    Wärmehaushalt 51
    Wärmeleitfähigkeit 180
    Wärmeleitungsverlust 89
    Wärmestrahlung 142
    Wärmestrom 112, 128, 144
    Wand 4
    Wärmestromparameter 4, 105
    Wärmestromdichte 128
    - innere 139
    - konvektive 140
    Wärmetauscher 205
    Wärmetransport 89
    Wärmeübergangskoeffizient 50
    Wandabstand 95 f, 179
    - dimensionslos 81, 179
    - effektiver 177
    Wandabstandskorrektur 178
    Wandbohrung 12
    Wandeinfluss 90
    Wandelement 8
    Wandgesetz
    - erweitertes 108
    - logarithmisches 82
    - van Driest'sches 82
    Wandhaftbedingung 3
    Wandinterferenzen 210
    Wandmaterial 179 f
    Wandmikrofon 32
    Wandreibungskoeffizient 187
    Wandreibungskraft 7, 84
    Wandschubspannung 3, 13, 80 ff, 88, 91, 95, 156, 184
    Wandschubspannungsfluktuation . 114
    Wandschubspannungsgeschwindigkeit 81, 94
    Wandschubspannungsverteilung 2
    Wandschubspannungswaage 84, 86
    Wandsensor 87
    Wasserkanal 160, 164, 206
    Wasserstoffblasentechnik 164
    Wasserströmung 158 f, 163
    Wellenlänge 60, 71
    Widerstand
    - Druck 2
    - elektrischer 49
    - Gesamt 79
    - Reibungs 2
    Widerstandscharakteristik 134
    Wiederanlegepunkt 181, 184, 187 f
    Windkanal 75, 203
    - Eiffel 203 f, 209
    - Freistrahl203
    - Göttinger 205
    - Hochdruck 210
    - Hochgeschwindigkeits 210
    - Kryo 211
    - Niedergeschwindigkeits 205
    - Transsonik 208
    - Überschall 208
    - Unterschall 205
    Windkanalkonzepte 203
    Windkanalmodell 2
    Winkelcharakteristik 16, 21, 113
    Winkelempfindlichkeit 19, 48
    Wirbel 157, 201
    - Längs 157, 166
    - Primär 156
    - Quer 158, 160 f
    - Sekundär 156
    Wollaston-Prisma 173
    Wollfäden 155


    Z

    Zeitdiskretisierung 189
    Zeitintervall 43, 76
    Zeitlinien 164
    Zustandsgrößen 7, 12
    Zweistrahlverfahren 120
    Zylinderlinse 69, 122
    Zylinderstumpf 149