University thesis:
Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013
Footnote:
Parallel als Druckausg. erschienen
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Description:
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren zur experimentellen Untersuchung nicht-isothermer Raumluftströmungen in einem stark verkleinerten Modellraum unter Berücksichtigung aller Ähnlichkeitskennzahlen entwickelt. Mit diesem Verfahren konnte erstmals eine sehr hohe Genauigkeit bezüglich der Ähnlichkeitskennzahlen Reynolds-Zahl Re, Rayleigh-Zahl Ra, Prandtl-Zahl Pr sowie der Archimedes-Zahl Ar erreicht werden. Die Anpassung der Randbedingungen an den Modellmaßstab erfolgt bei dieser Methode über die Anpassung der Materialeigenschaften eines beliebigen Arbeitsgases durch Erhöhen des Drucks p. Dieses Verfahren konnte in der weltweit einzigartigen Experimentieranlage SCALEX (SCALEX = scaled convective airflow laboratory experiment) umgesetzt und auf zwei Beispielproblemstellungen der Raumluftströmung (isotherme sowie gemischte Konvektion) erfolgreich angewendet werden. Dazu wurden die Geschwindigkeitsverteilungen der groß-skaligen Strömungsstrukturen in einem im Maßstab von 1:10 verkleinerten Modellraum hinreichend komplexer Geometrie für den Fall isothermer sowie gemischter Konvektion untersucht. Die Geschwindigkeitsmessungen wurden mit einem 2D-laser Doppler velocimetry System durchgeführt. Als Arbeitsgas wurde Schwefelhexafluorid (SF6) bei einem Druck von p = 4.517bar verwendet. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sowie die neu entstandene Anlage tragen zu einem umfangreichen Verständnis sowie einem vereinfachten experimentellen Zugang zum komplexen Themengebiet der Raumluftströmungen bei.