| Zugriffsnummer | 28601 |
| Dokumenttyp | Dissertation |
| Peer Review | unbekannt |
| Sprache | Deutsch |
| Titel | Vergleich der "Stereo Particle Image Velocimetry" (SPIV) mit rückgeführten Messverfahren und Untersuchung definiert gestörter Strömungszustände in geschlossenen Rohrleitungen |
| Autor(in); Institution |
Eichler, Thomas; 7.5, Wärme und Vakuum, PTB-Berlin
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| Quelle/Jahr | (2012), 121 S. |
| Dissertationsvermerk | Dissertation, Technische Universität Berlin, 2012 |
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| Freie Schlagworte | Laser Doppler Velocimetry ; laseroptische Messmethoden ; Störkörper ; PIV ; LDP ; SPIV |
| Zusammenfassung | Bei der Durchfluss-Messtechnik in Rohrleitungen kommen verschiedene Durchfluss-Messgeräte zum Einsatz. Sie basieren auf unterschiedlichen Messprinzipien, wie z. B. der Ultraschalltechnik oder der magnetisch induktiven Technik. Abhängig vom jeweiligen Messprinzip gibt es Größen, die die Messunsicherheit des Messgerätes beeinflussen. So hat sich gezeigt, dass insbesondere bei Ultraschall-Sensoren neben dem Einfluss der Temperatur die Geometrie des Geschwindigkeitsfeldes (Strömungsprofil) eine entscheidende Rolle spielt. Je nach Anordnung von Rohrstrecken und Armaturen kommt es an dem Einbauort zu unterschiedlichen Strömungsprofilen. So erzeugt eine lange gerade Strecke vor dem Messgerät ein voll ausgebildetes, rotationssymmetrisches Strömungsprofil, was die optimale Situation darstellt, aber unter realen Bedingungen häufig nicht zu verwirklichen ist. In der Regel kommt es zu ungünstigen Konfigurationen wie beispielsweise dem Einbau des Messgerätes hinter Krümmern, wo ein gestörtes (asymmetrisches) Strömungsprofil vorliegt. Da der Strömungszustand einen entscheidenden Einfluss auf die Messgröße hat, ist es von großer Bedeutung das Strömungsprofil messen zu können, um Aussagen über dessen Einfluss auf ein Durchfluss-Messgerät treffen zu können. Es gibt verschiedene Messverfahren zur Messung von Geschwindigkeitsfeldern in Rohrleitungen. Wenn höchste Genauigkeiten gefordert sind, findet größtenteils die Laser Doppler Velocimetry (LDV) Anwendung, seit Kurzem auch als Ganzfeldverfahren. Die Vorteile dieser Messtechnik sind in erster Linie die geringe Messunsicherheit von U ( 0,5 % (k = 2) und die Rückführbarkeit auf SI-Einheiten. Große Nachteile dieses Verfahrens sind der sehr hohe Zeitaufwand für die Messung, da immer nur eine Komponente der Geschwindigkeit in einem Punkt gemessen werden kann. Daraus resultiert, dass es sich bei der Messung um ein über mehrere Stunden ermitteltes und aus Einzelmesswerten zusammengesetztes Strömungsprofil handelt. So können zeitliche Änderungen im Strömungsprofil nur bedingt festgestellt werden. Mit der ständigen Weiterentwicklung der Digitalfotografie, der EDV-Technik und dem wachsenden Volumen an Speichermöglichkeiten wurde eine weitere Möglichkeit der Ganzfeldmessung von Strömungsprofilen interessant, die Stereoscopic Particle Image Velocimetry (SPIV), da aufgrund der stetigen technischen Verbesserung hohe Genauigkeiten erreicht werden können. Hier werden alle drei Geschwindigkeitskomponenten eines flächigen Strömungsfeldes zum gleichen Zeitpunkt gemessen. Dadurch wird die Messzeit stark verkürzt und zeitliche Änderungen des Strömungsprofils können aufgelöst werden. Das erweist sich an Anlagen, an denen lange Messzeiten mit hohen Kosten verbunden sind als vorteilhaft. Durch die Anwendung beider optischer Messmethoden können SPIV-Messungen partiell durch LDV-Messungen validiert werden. Neben der Bewertung der Stereo Particle Image Velocimetry zur Messung von Rohrströmungen mittels einem Vergleich mit rückgeführten Messmethoden soll ein weiterer Aspekt dieser Arbeit sein, eine umfangreiche Messkampagne zur Untersuchung der Strömungsentwicklung hinter Störkörpern mit der SPIV-Methode durchzuführen. Dabei werden, neben einer qualitativen Beschreibung, eine quantitative Beurteilung der Strömungsprofile und deren Entwicklung nach einer Störung anhand von speziellen Kennzahlen zur Strömungsdiagnose dargestellt. |
