Stationäres und instationäres Verhalten verschiedener Typen von Strömungs-Meßsonden in instationärer Strömung

• Antragsteller: Professor Walter Rieß
• Fachliche Zuordnung: Strömungs- und Kolbenmaschinen
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5157178

Die mit raumfesten Strömungs-Meßsonden in Turbomaschinen zu untersuchenden Strömungsfelder sind - besonders hinter Rotoren - hochgradig instationär. Träge pneumatische Sonden liefern dann stationäre Mittelwerte, die - wie allgemein bekannt ist - mit nicht genau quantifizierbaren Fehlern behaftet sind. Instationär messende Sonden sind grundsätzlich dieser Aufgabe besser gewachsen, jedoch treten auch bei ihnen Meßfehler aufgrund instationärer Strömungsvorgänge auf. Für quantitativ hochwertige Messungen muß daher ihr Verhalten unter diesen Bedingungen bekannt sein. Das Problem der instationären Sonden-Kalibrierung liegt darin, daß es kaum möglich ist, eine genau bekannte instationäre Strömung als Kalibrier-Normal verfügbar zu machen. In dem beantragten Projekt wird vorgeschlagen - unseres Wissens international einmalig - eine für Turbomaschinen typische instationäre Strömung als Kalibrier-Normal heranzuziehen. Durch die Kooperation mit dem Department of Turbomachinery and Engineering Mechanics (Prof. Elder) der Cranfield University, Great Britain, steht dafür der dortige mehrstufige Niedergeschwindigkeits-Axialverdichter zur Verfügung. Er ist mit mitrotierenden pneumatischen Sonden ausgerüstet, mit denen das Strömungsfeld hinter den Rotorschaufeln stationär gemessen werden kann. Für raumfeste Sonden verschiedenen Typs ist diese Strömung dann instationär, aber genau bekannt. Durch diese besondere Eigenschaft des Versuchsverdichters können sowohl die Meßfehler aufgrund instationärer Sondenkopfumströmung bei pneumatischen und Hitzdraht- bzw. Heißfilmsonden untersucht werden als auch eine saubere instationäre Kalibrierung dieser Sondentypen vorgenommen werden. Ergänzend zu den Untersuchungen mit materiellen Sonden sollen in einer späteren Phase des Projekts berührungsfreie optische Verfahren an einem hierfür geeigneten Versuchsverdichter am Institut für Strömungsmaschinen in Hannover eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen