Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL1/ Nr.1 WS14/15 Frank Kameier...
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Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung http://ifs.mv.fh- duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.1 WS14/15 Frank Kameier Einführungsvorlesung Strömungstechnik I und Messdatenverarbeitung Vier Praktikatermine als Anwendung und Übung 1. Messdatenverarbeitung 2. Geschwindigkeitsmessung und Volumenstrombestimmung 3. Druckverluste in Leitungen und Auswahl einer Strömungsmaschine (Beispiel Raumbelüftung) 4. Numerische Strömungsberechnung und Methoden zur Überprüfung der Simulationsergebnisse (Beispiel Strömung durch einen Krümmer, Visualisierung der Strömungsablösung)
Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL1/ Nr.1 WS14/15 Frank Kameier Einführungsvorlesung Strömungstechnik
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.1 WS14/15 Frank
Kameier Einfhrungsvorlesung Strmungstechnik I und
Messdatenverarbeitung Vier Praktikatermine als Anwendung und bung
1.Messdatenverarbeitung 2.Geschwindigkeitsmessung und
Volumenstrombestimmung 3.Druckverluste in Leitungen und Auswahl
einer Strmungsmaschine (Beispiel Raumbelftung) 4.Numerische
Strmungsberechnung und Methoden zur berprfung der
Simulationsergebnisse (Beispiel Strmung durch einen Krmmer,
Visualisierung der Strmungsablsung)
Folie 2
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.2 WS14/15 Motor
Radiallfter 12 V Grau Conrad Best.-Nr.: 570095 - 62 Versuch mit
einfachem Tischgeblse
Messdatenverarbeitung/Geschwindigkeitsmessung/Volumenstrombestimmung
Folie 3
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.3 WS14/15
Prandtlsches Staurohr Bohrung fr Gesamtdruck Bohrungen oder Schlitz
fr statischen Druck Anschlsse fr Differenzdruckmessgert (Manometer)
Messdatenverarbeitung/Geschwindigkeitsmessung/Volumenstrombestimmung
Folie 4
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.4 WS14/15
Geschwindigkeitsverteilung = Profil
Messdatenverarbeitung/Geschwindigkeitsmessung/Volumenstrombestimmung
Folie 5
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.5 WS14/15 Lernziel 1
Software zur Messdatenverarbeitung anwenden und Mittelungsprinzip
verstehen, Volumenstrombestimmung, Messung einer
Strmungsgeschwindigkeit, Gren mittels einer reprsentativen Flche
gewichten (Flchenmittelung) Begriffe verstehen -Volumenstrom,
Massenstrom -Dichte, Ideale Gasgleichung, inkompressibel
-Geschwindigkeitsverteilung -Massenerhaltung
Momentanwert=Mittelwert + Schwankungsgre [ V ] [V DC ] [V AC ]
Messdatenverarbeitung/Geschwindigkeitsmessung/Volumenstrombestimmung
Folie 6
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.6 WS14/15 Lernziel 2
Raumbelftung, Auswahl eines geeigneten Lfters, Abschtzung von
Druckverlusten, Wirkungsgrad von Strmungsmaschinen, mgliche
Stromersparnis bei richtiger Ventilatorauswahl Begriffe verstehen
-Druckverluste -axiale, radiale Strmungsmaschine, Schaufelform
-Kennlinien und dimensionslose Darstellung -Leistung und
Wirkungsgrad Axialventilator Raumbelftung/-absaugung 1-D
Stromfadentheorie/hnlichkeitstheorie/Energieeffizienz
1-dimensionale Betrachtung (vom Eintritt zum Austritt)
Folie 7
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http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.7 WS14/15 Lernziel 3
Energieeffizienz, mgliche Stromersparnis bei richtiger
Ventilatorauswahl Begriffe verstehen -Vorwrts und rckwrts gekrmmte
Schaufel -Ventilatorkennlinien, Leistung, Wirkungsgrad 1-D
Stromfadentheorie/hnlichkeitstheorie/Energieeffizienz
http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_fan rckwrts gekrmmte
Schaufel=energieeffizent vorwrt gekrmmte Schaufel Tischgeblse aus
Praktikum Drehrichtung beachten!
Folie 8
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.8 WS14/15 Lernziel 3
Energieeffizienz, mgliche Stromersparnis bei richtiger
Ventilatorauswahl 1-D
Stromfadentheorie/hnlichkeitstheorie/Energieeffizienz Spiralgehuse
(gut!) freilaufend in rechteckigem Kasten (schlecht!) FH Dsseldorf
Auslegungs- und Konstruktionswerkzeug
Folie 9
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.9 WS14/15 Lernziel 3
Energieeffizienz, mgliche Stromersparnis bei richtiger
Ventilatorauswahl 1-D
Stromfadentheorie/hnlichkeitstheorie/Energieeffizienz Spiralgehuse
(gut!) freilaufend in rechteckigem Kasten (schlecht!) FH Dsseldorf
Auslegungs- und Konstruktionswerkzeug Energieversorgungsblock (bei
ICE unterm Zug)
Folie 10
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.10 WS14/15 Lernziel 3
Energieeffizienz, mgliche Stromersparnis bei richtiger
Ventilatorauswahl 1-D
Stromfadentheorie/hnlichkeitstheorie/Energieeffizienz Spiralgehuse
(gut!) freilaufend in rechteckigem Kasten (schlecht!) FH Dsseldorf
Auslegungs- und Konstruktionswerkzeug
Folie 11
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.11 WS14/15 Lernziel 4
Reibungsbehaftete Strmungen berechnen (numerische Simulation,
Grundlagen CFD (Computational Fluid Dynamics), Grenordnung der
Berechnung berprfen Begriffe verstehen -Bewegungsgleichung,
Kontinuittsgleichung -1-D Strmung(zur Abschtzung), 3-D Strmung
(reale Abbildung) -Randbedingungen -Vernetzung bei laminarer und
turbulenter Wandgrenzschicht turbulente Wandgrenzschicht laminare
Wandgrenzschicht Rohrkrmmer mit Geschwindigkeitsprofilen 3-D
Strmung / numerische Strmungsberechnung (CFD)
Folie 12
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.12 WS14/15
Modalitten: - vier Multiple-Choice-Tests a 3 Punkte =12 Punkte -
eine Hausarbeit als Einzelarbeit, zur Auswahl stehen die drei
Themen- komplexe 1. Geschwindigkeits- und Volumenstrommessung 2.
Rohrhydraulik und Energieeffizienz 3. Numerische Strmungsberechnung
ANSYS-CFX Auf dem Server: Groessen_und_Einheiten161210.pdf sollte
man auswendig knnen!
Folie 13
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.13 WS14/15 Auf dem
Server: Groessen_und_Einheiten161210.pdf
Folie 14
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.14 WS14/15 Praktikum
I, Messdatenverarbeitung Radialventilator / Geschwindigkeitsprofil
ideal gleichfrmig Geschwindigkeit ber den Rohrradius oder
-durchmesser Laufradeintritt Laufrad- austritt
Folie 15
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.15 WS14/15 Abtastung
von Messwerten durch arithmetische Mittelung: Gleichanteil 11 [m/s]
Schwankung, Rauschen, Amplitude 1 [m/s] Schwankung, Sinus, 10
Sttzstellen pro Periode Fr Prfung besonders relevant!
Folie 16
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.16 WS14/15 Abtastung
von Messwerten Schwankung, Sinus, 10 Sttzstellen pro Periode
Schwankung, Sinus, 5 Sttzstellen pro Periode durch arithmetische
Mittelung: Gleichanteil 11 [m/s]
Folie 17
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.17 WS14/15
Prandtlsches Staurohr und Bernoulli-Gleichung Druckdifferenz= rho
Flssigkeit * h*g
Folie 18
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.18 WS14/15
Prandtlsches Staurohr und Bernoulli-Gleichung 2= Staupunkt (c 2 =0)
und z 1 =z 2
Folie 19
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.19 WS14/15 Statische
Drucksonde Verzweigungsstromlinie Durch Kontinuum gibt es eine
Stromaufwirkung Strmungsmedium besteht nicht aus
Billiardkugeln!
Folie 20
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.20 WS14/15
Sondenhalterung
Folie 21
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.21 WS14/15 Pitotrohr
(Gesamtdrucksonde) - Kapitel 15 Strmungsmesstechnik im Buch
Schade/Kunz, Strmungslehre, 4. Auflage, Berlin 2013
Lehrbuchsammlung ca. 60 Exemplare vorhanden
Folie 22
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.22 WS14/15 Pitotrohr
(Gesamtdrucksonde) - Kapitel 15 Strmungsmesstechnik im Buch
Schade/Kunz, Strmungslehre, 4. Auflage, Berlin 2013
Lehrbuchsammlung ca. 60 Exemplare vorhanden
Folie 23
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.23 WS14/15
Volumenstrom Schwerlinienverfahren VDI 2640 (1983) Wahl der
Messpunktabstnde derart, dass arithmetische Mittelung mglich ist!
(jede Teilflche ist gleich gro) Messwert ist reprsentativ fr eine
Flche! flchenbezogene Mittelung
Folie 24
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.24 WS14/15
Volumenstrom Schwerlinienverfahren VDI 2640 (1983)
schwerlinien_verfahren051113.xlsx gengend Messpunkte notwendig - 3
hier nur exemplarisch !!! flchenbezogene Mittelung
Folie 25
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.25 WS14/15
Geschwindigkeitsprofil_300913.xlsx Berechnung aus
Geschwindigkeitsprofil (kreisrundes Rohr) Volumenstromberechnung
Beliebige Abstnde durch Integration mglich! flchenbezogene
Mittelung
Folie 26
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.26 WS14/15 Die
Geschwindigkeit an der Wand ist null! Dieser Wert kann mit dem
Prandtlschen Staurohr nicht gemessen werden. Details zur Reibung
siehe 4. Vorlesung!
Folie 27
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.27 WS14/15
Geschwindigkeitsprofil_300913.xlsx Berechnung aus
Geschwindigkeitsprofil (kreisrundes Rohr) Volumenstromberechnung
Zelle (C3+C4)/2=c(r) Zelle (B3+B4)/2=r Zelle (B4-B3)=dr Integration
mit Trapezverfahren flchenbezogene Mittelung
Folie 28
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.28 WS14/15 Diese
Simulation soll im ersten Praktikum erarbeitet werden!
Folie 29
Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de Folie VL1/ Nr.29 WS14/15
Klausurbeispiel