Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

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1 PD Dr. Thomas Indinger Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik Technische Universität München 13. Juli 2016

2 Inhaltsübersicht 1 Übersicht 2 Zeitplan 3 Literatur 4 Organisation 5 Inhalt 6 Praktikumsversuche Experiment 1: Impulssatz Experiment 2: Windkanalturbulenz Experiment 3: Zylinderumströmung Experiment 4: Gebläseprüfstand Experiment 5: Rohrströmung 7 Terminkoordination 8 Gruppeneinteilung 9 Prüfungsorganisation 10 Anmerkungen 2 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

3 Übersicht Übersicht Vorlesung: Dozent: Betreuer: Zeit: Ort: Beschreibung: Praktikum experimentelle Strömungsmechanik PD Dr.-Ing. Thomas Indinger Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik Technische Universität München Dipl.-Ing. Christopher Collin Donnerstags, 09:00 10:30 Uhr oder 13:00 14:30 Uhr TUM, AER, Windkanalanlagen Im Rahmen des Praktikums werden selbständig experimentelle Untersuchungen zu strömungsmechanischen Fragestellungen durchgeführt, ausgewertet, dokumentiert und präsentiert. Dabei werden aktuelle mechanische, optische und thermische Messtechniken sowie elektronische Mittel zur Messdatenerfassung und -auswertung verwendet. 3 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

4 Zeitplan Zeitplan im Sommersemester :30 Uhr Vorbesprechung, Gruppeneinteilung (Raum MW 1639) :30 Uhr bis 17:00 Uhr, Einweisung Programmpaket LabVIEW (Raum MW 1639) Praktikumstermin kein Praktikum: Christi Himmelfahrt Praktikumstermin Praktikumstermin kein Praktikum: Fronleichnam Praktikumstermin Praktikumstermin Praktikumstermin Praktikumstermin Praktikumstermin Praktikumstermin Prüfung (Vortrag) (Raum MW 1639) 4 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

5 Literatur Literatur Goldstein, R. J. (Hrsg.), Fluid Mechanics Measurements, 2. Ausgabe, Verlag Taylor & Francis, Washington, ISBN X. Eckelmann, H., Einführung in die Strömungsmeÿtechnik, B. G. Teubner Verlag, Stuttgart, ISBN Albrecht, H.-E., Damaschke, N., Borys, M. & C. Tropea, Laser Doppler and Phase Doppler Measurement Techniques, Springer-Verlag, Heidelberg, ISBN PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

6 Organisation Organisation Im Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik bilden jeweils 4 Studenten eine Gruppe und bearbeiten selbständig während des gesamten Semesters einen Versuch. Eine intensive Betreuung erfolgt dabei durch einen Mitarbeiter und einen Tutor des Lehrstuhls für Aerodynamik. Die Messdatenerfassung und -auswertung wird mit der Programmierumgebung LabVIEW durchgeführt. Eine Einweisung in das Softwarepaket ndet am ersten Praktikumstermin statt. Am Ende des Praktikums ist eine gemeinsam erstellte Ausarbeitung der Gruppe abzugeben. Jeder Student hat dazu eine Präsentation zu geben. Die individuelle Note wird aus den Teilnoten der Ausarbeitung und der Präsentation gebildet. 6 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

7 Inhalt Inhalt Bei den Praktikumsversuchen werden folgende Inhalte bearbeitet: Kalibrierung von Druck-, DMS- oder Hitzdrahtsonden Ansteuerung von Traversierung oder Drehzahlregler Digitale Messdatenerfassung Erstellen von Messprogrammen mit der Programmierumgebung LabVIEW: Ansteuern der Messkarte Datenerfassung Signalanalyse Messdaten speichern Auswertung und Präsentation der Messergebnisse 7 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

8 Praktikumsversuche Praktikumsversuche An 5 Versuchsständen werden unterschiedliche strömungsmechanische Fragestellungen bearbeitet: Experiment 1: Impulssatz Experiment 2: Windkanalturbulenz Experiment 3: Zylinderumströmung Experiment 4: Gebläseprüfstand Experiment 5: Rohrströmung 8 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

9 Praktikumsversuche Experiment 1: Impulssatz Experiment 1: Impulssatz Geschwindigkeitsmessung an einem Rohraustritt. Bestimmung der Reaktionskräfte auf einen Rohrkrümmer. Aufgaben: Kalibrierung der DMS-Waage Erstellen eines Messprogramms mit LabVIEW Messen und Auswerten der Kräfte und Drücke Berechnung der Kräfte unter Verwendung des Impulssatzes 9 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

10 Praktikumsversuche Experiment 2: Windkanalturbulenz Experiment 2: Windkanalturbulenz Turbulenzuntersuchungen eines Windkanales mit Hilfe von Hitzdrahtanemometer und Drucksonde. Aufgaben: Erstellen einer Kalibrierkurve für das Hitzdrahtanemometer Erstellen eines Messprogramms mit der Programmiersprache LabVIEW Messen und Auswerten des Drucks und der Geschwindigkeit hinter einer Kugel 10 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

11 Praktikumsversuche Experiment 3: Zylinderumströmung Experiment 3: Zylinderumströmung Untersuchung des Ablöseverhaltens der Zylinderumströmung in Abhängigkeit der Reynolds-Zahl. Ausmessen der Nachlaufströmung eines Zylinders. Aufgaben: Erstellen einer Kalibrierkurve für das Hitzdrahtanemometer Erstellen eines Messprogramms mit der Programmiersprache LabVIEW Messen und Auswerten des Drucks und der Geschwindigkeit hinter dem Zylinder 11 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

12 Praktikumsversuche Experiment 4: Gebläseprüfstand Experiment 4: Gebläseprüfstand Bestimmung von dimensionsbehafteter und dimensionsloser Gebläsekennlinie und Volumenstrommessung. Aufgaben: Kalibrierung der DMS-Waage und des Drehzahlmessers Erstellen eines Messprogramms mit LabVIEW Messung und Auswertung der Kräfte und Drücke 12 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

13 Praktikumsversuche Experiment 5: Rohrströmung Experiment 5: Rohrströmung Vermessung von laminaren und turbulenten Geschwindigkeitsprolen in einem Kreisrohr. Bestimmung des Druckverlustes entlang des Rohres. Aufgaben: Kalibrierung der Hitzdrahtsonde Ansteuerung der Hitzdrahttraversierung Erstellen eines Messprogramms mit LabVIEW Messen und Auswerten der Drücke und Geschwindigkeiten 13 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

14 Terminkoordination Terminkoordination : Einweisung LabVIEW, Raum MW 1639 Gruppe 1 bis 5: 14:30 17:00 Uhr : Einweisung in die Praktikumsstation Gruppe 1: 09:00 Uhr Gruppe 2: 09:15 Uhr Gruppe 3: 09:30 Uhr Praktikumszeit: 90 Minuten ab Beginn Gruppe 4: 13:00 Uhr Gruppe 5: 13:15 Uhr : Gruppen 1, 2 und 3: 09:00 10:30 Uhr Gruppen 4 und 5: 13:00 14:30 Uhr : Diskussion des Konzeptes der Ausarbeitung : Abgabe der Ausarbeitung und Präsentation 14 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

15 Gruppeneinteilung Gruppeneinteilung Vormittag Gruppe 1: Experiment 1 1. Olmenda, Raaele 2. Debschütz, Lisa , , Nachmittag Gruppe 4: Experiment 4 1. Salbert, Bastian 2. Schödel, Markus , , Gruppe 2: Experiment 2 1. Liebsch, Dorian 2. Schmitt, Michael , , Gruppe 5: Experiment 5 1. Kern, Maximilian 2. Braumandl, André 3. Pabon, Jose , Gruppe 3: Experiment 3 1. Strobl, Patrick 2. Katzenmeier, Lukas , , PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

16 Prüfungsorganisation Prüfungsorganisation Die Teilnahme am Praktikum ist an allen Terminen, einschlieÿlich eines Fehltages, Picht. Bildung der Praktikumsnote erfolgt aus der Teilnote Ausarbeitung und der Präsentation Die Ausarbeitung kann in Gruppenarbeit erstellt werden Organisation der Präsentation: 10 Min. Vortrag, 3 Min. Diskussion, 2 Min. Wechsel Zur Verfügung stehende Hilfsmittel: Beamer, Tafel und Overhead Projektor Inhalt der Präsentation: 1 Darstellung der physikalischen Zusammenhänge 2 Erläuterung der Versuchsanlage und des Messaufbaus 3 Präsentation der Messergebnisse 16 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

17 Prüfungsorganisation Organisation der Vorträge Datum: Donnerstag, Ort: Raum MW 1639 Auditorium: Gruppe 1, 2, 3 10:15 10:30 Uhr Liebsch, Dorian (Gr. 2) 10:30 10:45 Uhr Kern, Maximilian (Gr. 5) 10:45 11:00 Uhr Schödel, Markus (Gr. 4) 11:00 11:15 Uhr Braumandl, André (Gr. 5) 11:15 11:30 Uhr Pabon, Jose (Gr. 5) 17 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

18 Prüfungsorganisation Organisation der Vorträge Datum: Donnerstag, Ort: Raum MW 1639 Auditorium: Gruppe 4 und 5 13:45 14:00 Uhr Olmenda, Raaele (Gr. 1) 14:00 14:15 Uhr Strobl, Patrick (Gr. 3) 14:15 14:30 Uhr Debschütz, Lisa (Gr. 1) 14:30 14:45 Uhr Schmitt, Michael (Gr. 2) 14:45 15:00 Uhr Katzenmeier, Lukas (Gr. 3) 15:00 15:15 Uhr Salbert, Bastian (Gr. 4) 18 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

19 Anmerkungen Anmerkungen Den Anweisungen des Betreuungs- und Werkstattpersonals ist Folge zu leisten. Die ausgehändigten bzw. aushängenden Arbeits- und Laserschutzbestimmungen sind unbedingt einzuhalten. Die Praktikumseinrichtungen und Messgeräte sind peglich zu behandeln und müssen innerhalb der Windkanalanlagen verbleiben. Die Installation von privater Software auf den bereit gestellten Computern ist verboten. Der für das Praktikum bereitgestellte Netzwerkzugang darf nur zur Bearbeitung der Praktikumsaufgaben verwendet werden. Die Verwendung eines eigenen Notebooks zur Datenerfassung und Auswertung am Praktikumsplatz ist möglich. 19 PD Dr. Thomas Indinger Praktikum Experimentelle Strömungsmechanik

20 c Dr. Thomas Indinger, 13. Juli 2016 Diese Präsentation wurde mit L A TEX 2ε unter Verwendung der Beamer Class gesetzt. Die Präsentationsseiten dienen der wissenschaftlichen Information und sind nur für persönliche Lern- und Informationszwecke zugänglich. Eine anderweitige Nutzung oder Verwendung des Lernmaterials ist aus Urheberrechtsgründen nicht zulässig. Für die Unterstützung beim Aufbau der Praktikumsstationen und die Bereitstellung von Lehrmaterialien sei TSI Incorporated und National Instruments gedankt.