Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL1/ Nr.1 WS14/15 Frank Kameier...
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- Folie 1
- 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
- Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
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
- Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
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
- Frank Kameier - Strmungstechnik I und Messdatenerfassung
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
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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
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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