Auslegung der Testsektion eines geschlossenen Windkanals für by Maximilian Paßmann PDF

By Maximilian Paßmann

ISBN-10: 3658147709

ISBN-13: 9783658147709

ISBN-10: 3658147717

ISBN-13: 9783658147716

Maximilian Paßmann beschreibt detailliert die Auslegungsverfahren für die einzelnen Bauteile (Kontraktion und Diffusor) und die Konstruktion der modularen Testsektion eines geschlossenen Windkanals für ORC-Fluide. Während die Kontraktion mithilfe eines semianalytischen Verfahrens entworfen wird, beruht die Auslegung des Diffusors auf numerischen Simulationen, deren Ergebnisse mit analytischen Verfahren aus der Literatur verglichen werden. Hierbei geht der Autor besonders auf die konzeptionellen Vorteile eines Stufendiffusors ein. Abschließend stellt er die gesamte Testsektion unter besonderer Beachtung des modularen Aufbaus vor.

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Da die Potentialstr¨ omung an den Stoßkanten keine L¨osung liefert, musste der Druckverlauf entlang der Wand durch L¨osen der RANS-Gleichungen simuliert werden. Anhand von Beispielen konnte gezeigt werden, dass die Str¨omungsqualit¨at am Auslass in hohem Maße von der Optimierungsart, der Anzahl der Segmente und deren L¨ ange abh¨angt. Die geometrische Optimierung f¨ uhrte zu keinen befriedigenden Ergebnissen und erst eine str¨omungsmechanische Optimierung brachte gute Resultate (vgl. 15). Grunds¨ atzlich stellte es sich jedoch als sehr schwierig heraus eine Geometrie zu finden, die komplett abl¨osefrei war [16].

Die Folge sind Verwirbelungen, starke Druckverluste und Pulsationen. ¨ Aus diesem Grund muss der Offnungswinkel klein gehalten werden. ¨ 2. Bei zu geringer Diffusionsrate, das heißt kleinem Offnungswinkel und großer Laufl¨ ange, kommt es zu starkem Grenzschichtwachstum, was wiederum hohe Reibungsverluste nach sich zieht. Diese Forderungen sind gegens¨ atzlich und folglich muss eine optimale ¨ Diffusionsrate (optimaler Offnungswinkel) existieren, bei dem die aus den Punkten 1 und 2 resultierenden Verluste minimiert werden [8].

3) κ= cV Der Isentropenexponent ist eine temperaturabh¨angige Gr¨oße. 4 h¨aufig ausreichend genau ist. Da Druck, Dichte und Temperatur in kompressibelen Str¨ omungen mehr oder weniger stark ver¨anderlich sind, variiert die Schallgeschwindigkeit im Str¨ omungsfeld in Abh¨angigkeit von Ort und Zeit. Das Str¨omungsverhalten eines kompressiblen Fluids l¨asst sich durch die Mach-Zahl Ma beschreiben. Diese beschreibt das Verh¨altnis der lokalen Str¨omungsgeschwindigkeit u zu der an diesem Ort und zu dieser Zeit herrschenden Schallgeschwindigkeit a [21]: Ma = Str¨ omungsgeschwindigkeit u = .

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by Steven
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