Laminarwasser-
kanal

Laminarwasserkanal
Ansprechpartner:
Dominik Puckert

 

Laminarwasserkanal

Willkommen beim Forschungsprojekt
Laminarwasserkanal

 

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Dominik Puckert, apl. Prof. Dr.-Ing. Ulrich Rist

  

Laminarwasserkanal

  Laminarwasserkanal

Der Laminarwasserkanal am Institut für Aerodynamik und Gasdynamik ist eine Versuchsanlage zur experimentellen Untersuchung von Strömungsphänomenen in laminaren Grenzschichten. Seit seiner Fertigstellung im Jahre 1987 ermöglicht der Kanal diverse Forschungprojekte, aus denen bereits zahlreiche relevante Abschluss- und Doktorarbeiten hervorgingen. Besonders nennenswert sind hierzu Untersuchungen von Störungseinflüssen, laminaren Ablöseblasen und Wandrauigkeiten in der Grenzschicht.

Trotz stetig wachsender Bedeutung von numerischen Simulationen (CFD) bleiben Beobachtungen aus einem physikalischen Experiment weiterhin unerlässlich. Im Gegensatz zu Windkanälen werden bei Verwendung von Wasser als Strömungsmedium deutlich größere Längen- und Zeitskalen erreicht, die eine schärfere räumliche und zeitliche Auflösung ermöglichen. Diese verbessern die Aussagekraft quantitativer Messtechniken wie Particle Image Velocimetry, Laser-Doppler- oder Heißfilm-Anemometer, welche im Kanal zum Einsatz kommen. Darüber hinaus bietet Wasser einzigartige Möglichkeiten zur Visualisierung, zum Beispiel durch Wasserstoffbläschen, Tellur oder Farbe.

Rauhigkeitselemente 

Im aktuellen Forschungsprojekt, welches durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft ermöglicht wurde, soll der Einfluss isolierter Rauigkeitselemente auf die Stabilität laminarer Grenzschichten und deren Umschlag zur Turbulenz untersucht werden. Diese Untersuchungen sollen Rückschlüsse auf den bisher nicht eindeutig definierten Begriff der kritischen Rauigkeits-Reynoldszahl geben.

   

Technische Daten Laminarwasserkanal
Vesuchstechnik Laminarwasserkanal

 

 

 

 

Technische Daten Laminarwasserkanal

 

Bauart

Göttinger-Art (Umlaufkanal) aus Fiberglas
Sandwich-Kontruktion

Geschwindigkeitsbereich

0,05 – 0,2 m/s

Turbulenzgrad

0,02 % (0,1 - 10 Hz)

Medium

Wasser (30m 3)

Kontraktion

7,7:1 (bei freier Wasseroberfläche)

Strömungsberuhigung

  • 2 Wabengleichrichter am Diffusoreintritt
  • 10-fach Textilsieb, geschränkt
  • 2 weitere Textilsiebe
  • Präzessionssieb aus Edelstahl-Einzeldrähten (Durchmesser 0,1 mm)

Mechanische Isolierung

  • Luftbalg-Lagerung zum Fundament
  • Gummimanschetten zum Antrieb
  • Treibriemen zum Motor

Thermische Isolierung

  • Kellerraum mit Wärmedämmung
  • Temperaturregulierte Luftzuführung
  • Temperaturstabilität besser 0,05°C am Tag

Messstrecke

  • 10 m (L) x 1,2 m (B) x 0,15 m (H)
  • freie Wasseroberfläche
  • ebene Platte als Boden (neue Grenzschicht!)

Antrieb

  • 2 gegenläufige Axialpumpen, asymmetisch Beschaufelt
  • drehzahlgeregelter Motor 2,3 kW
  • Schwungrad (400 kg)
   
 

Versuchstechnik Laminarwasserkanal

 LWK_Overview

Visualisierung

  • Wasserstoffbläschen-Methode
  • Tellur (nicht in Betrieb)
  • Farbe
  • DPSS Laser, grün, mit Zylinderlinse (Lichtschnitt)

Messtechnik

  • Heißfilm-Anemometer von Dantec Dynamics GmbH
  • Particle Image Velocimetry
  • Streamline 90N10 Frame mit CTA Modul 90N10 von Dantec Dynamics GmbH
  • Laser-Doppler-Anemometer von Dantec Dynamics GmbH (aktuell nicht in Betrieb)

Traversierung und Signaltechnik

  • 3-Achsen-Traversierung mit Echtzeit-Controller
  • USB A/D-Wandler (16 bit), digitale Filter

 

 
Dantec_Hotfilm

 

 


Bild 1:
Rauigkeitselement mit CTA Sonde von Dantec Dynamics GmbH

 zy

Bild 2:
Geschwindigkeitsverteilung und Störungen hinter dem Rauigkeitselement


Bild 3:
Visualisierung mit Wasserstoffbläschen und Laser-Lichtschnitt

Traversierung mit CTA-Sonden_
Bild 4:
Traversierung mit CTA-Sonden