H. Rochlitz, P. Scholz

In dem vorliegenden Beitrag werden die Motivation zum Bau, die Auslegung, der Aufbau, Ergebnisse der Qualifikation, und erste exemplarische Messergebnisse eines Prüfstands eines generischen Kühlkanals mit einseitiger thermischer Belastung beschrieben. Es wird gezeigt, dass das Experiment genau definierte Randbedingungen aufweist und somit auch als Validierung für numerische Berechnungen verwendet werden kann. Mittels optischen Feldmesstechniken werden zeitsynchrone und hochaufgelöste Informationen über das Strömungs- und Temperaturfeld gewonnen. Mit Particle Image Velocimetry (PIV) wird das Geschwindigkeitsvektorfeld der Strömung erfasst, und mit Laser Induzierte Fluoreszenz (LIF) wird das Temperaturfeld bestimmt. Die durch PIV ermittelten Geschwindigkeitsprofile verschiedener Fälle werden miteinander verglichen und diskutiert. Für die LIF-Messungen wird Rhodamin B als fluoreszierender Farbstoff verwendet. Eine Intensitäts-Temperatur-Kurve und ein Temperaturprofil über den Kanal mit beheizter Wand werden gezeigt und erläutert. Informationen über die mittlere Wassertemperatur außerhalb der Grenzschicht und über die Temperaturgrenzschicht werden gezeigt und diskutiert.

This paper describes the motivation for the construction, design, setup, qualification results, and initial exemplary measurement results of a test rig for a generic cooling channel with unilateral thermal loading. It is shown that the experiment has precisely defined boundary conditions and can therefore also be used for validation of numerical calculations. Time-synchronous and high-resolution information about the flow and temperature fields is acquired using optical field measurement techniques. Particle Image Velocimetry (PIV) is used to record the velocity vector field of the flow, and Laser Induced Fluorescence (LIF) is used to determine the temperature field. The velocity profiles determined by PIV for different cases are compared and discussed. Rhodamine B is used as a fluorescent dye for the LIF measurements. An intensity-temperature curve and a temperature profile across the channel with a heated wall are presented and explained. Information about the mean water temperature outside the boundary layer and about the temperature boundary layer is presented and discussed.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2014, Augsburg

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2014

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2014112125746

Kühlkanal, Wärmeübergang

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21.11.2014