New PDF release: Auslegung der Testsektion eines geschlossenen Windkanals für

By Maximilian Paßmann

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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11 (rechts) zeigt typische Wirkungsgradkurven eines zweidimensionalen Diffusors mit einer festen L¨ ange von L/Dein = 8. Hieraus ist zu erkennen, ¨ dass die Offnungswinkel f¨ ur optimalen Wirkungsgrad und optimale uckgewinnung zwar leicht verschoben sind, aber prinzipiell Druckr¨ in der selben Gr¨ oßenordnung liegen. Vergr¨oßert man den Winkel, so nehmen die Wirkungsgrade schnell ab und es kommt zu starker Abl¨osung und pulsierender Str¨ omung. 8 ◦ . 12: Auslegungsdiagramm f¨ ur axialsymmetrische, konische Diffusoren aus [8].

Eine Potentiall¨osung liefert die Geschwindigkeitsverteilung mit Hilfe derer die Str¨omung unter Verwendung des Stratford-Kriteriums auf Abl¨osung untersucht wird. 2: Schematischer Ablauf des Auslegungsverfahrens zur Optimierung der Kontraktion nach Konzept A. 4 Auslegungsverfahren 41 lungskriterium die Ungleichf¨ ormigkeit des Geschwindigkeitsprofils am Kontraktionsaustritt. Eine Gewichtungsfunktion dient zur systematischen Auswahl der optimalen Geometrie aus der Menge aller untersuchten Konfigurationen.

Burley [3] wendet dieses Verfahren ¨ erfolgreich f¨ ur Ubergangsst¨ ucke an, bei denen die Querschnittsfl¨ache Au ¨ber die Laufl¨ange x konstant gehalten wird. Davis [7] und Reichert [27] nutzen Burleys Methode, um ¨ahnliche Geometrien zu erzeugen, wobei auch hier die Querschnittsfl¨achen ann¨ahernd konstant bleiben oder nur moderat um Werte bis 15 % vom Eintrittsquerschnitt abweichen. Allen drei Arbeiten ist aber gemein, ¨ dass die Methodik nur auf die Konstruktion von Ubergangsst¨ ucken mit ann¨ahernd konstanten Querschittsfl¨ achen u ¨ber die Laufl¨ange angewen¨ ¨ det wurde (vgl.

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