Stroemungsfelduntersuchungen in einem runden Freistrahl mittels der 3D-Laser-Doppler-Anemometrie.

Abstract

Das Geschwindigkeitsfeld eines turbulenten runden Freistrahl in einem ruhenden Aussenmedium wurde mittels der 3D-Laser-Doppler- Anemometrie untersucht. Durch gezielte Zufuhr von Streuteilchen (Seeding) entweder zum Duesenstrahlfluid oder zum Fluid des Aussenbereiches oder zu beiden Anteilen gleichzeitig, wurde der Einfluss der Streuteilchenverteilung auf die Bestimmung der drei Geschwindigkeitskomponenten und der Reynoldsspannung bestimmt. Durch unterschiedliche Teilchen-Anzahl-Dichten werden, wie allgemein bei optischen Messmethoden die mit Streuteilchen arbeiten, die statistischen Gewichte der Stroemungsanteile zugunsten der Anteile mit hohen Teilchen-Anzahl-Dichten verschoben. Die groessten Abweichungen ergeben sich zu Beginn der Ausbildung der Scherschicht, wo die Geschwindigkeitsgradienten quer zur Stroemungsrichtung am groessten sind. Mit zunehmender Durchmischung weiter stromab, gleichen sind die Geschindigkeitsverteilungen der Stroemungsanteile einander an, so dass die Gewichtung durch die Teilchen-Anzahl-Dichte an Bedeutung verliert. Die Methode der getrennten Untersuchung der Stroemungsanteile liefert Einblicke in das Mischungsverhalten und ermoeglicht eine Abschaetzung der Zuverlaessigkeit der Messung.