Am DLR-Institut für Antriebstechnik werden pneumatische Sonden in homogenen, stationären Strömungsfeldern mit bekannten Eigenschaften für die eigene Forschung und in Kooperation mit Partnern kalibriert. Dies ist eine wesentliche Grundvoraussetzung für genaue Messungen von Strömungsfeldern in Windkanälen oder anderen aerodynamischen Anlagen.
Zur Untersuchung von Strömungsfeldern in Windkanälen für Turbomaschinen und Turbomaschinenkomponenten wie Schaufelgittern oder in anderen aerodynamischen Anlagen werden pneumatische Sonden eingesetzt. Da Geschwindigkeiten und Strömungswinkel mit diesen Sonden nicht direkt gemessen werden können und Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Sondenköpfe vorkommen, müssen Sonden in homogenen, stationären Strömungsfeldern mit bekannten Eigenschaften sorgfältig kalibriert werden. Nur so können zuverlässig höchst genaue Messergebnisse erhoben werden. Ein großer Vorteil des Sondenkalibrierkanals am DLR-Institut für Antriebstechnik in Göttingen ist die unabhängige Einstellung von Machzahl und Reynoldszahl in einem weiten Bereich, um dem jeweiligen Einsatzgebiet der Sonden zu entsprechen.
Die Messstrecke des Sondenkalibrierkanals besteht aus einem Freistrahl innerhalb einer geschlossenen Kammer. Die große zylindrische Kammer ist von zwei Seiten zugänglich und ermöglicht die Aufnahme von Sonden mit Schaftlängen bis zu ca. 1000 mm. Mit Schrittmotoren angetriebene Verschiebeeinheiten erlauben die Verstellung der Sonden in drei Richtungen und um zwei Winkel, den Anstellwinkel und den Gierwinkel. Durch leicht austauschbare achsensymmetrische Düsen mit einem Austrittsdurchmesser von ca. 50 mm kann ein weiter Machzahlbereich von sub- bis supersonischer Strömung bis ca. Mach 1,8 abgedeckt werden. Für niedrige Machzahlen bis etwa 0,2 steht eine Düse mit 100 mm Austrittsdurchmesser zur Verfügung. Der Totaldruck in der Anströmung ist unabhängig von der Machzahl und kann zwischen ≈ 30 kPa und ≈ 140 kPa eingestellt werden.
Die Totaltemperatur während der Kalibrierung entspricht der Umgebungstemperatur. Das mittlere Kontraktionsverhältnis von der Beruhigungskammer zum Düsenaustritt beträgt etwa 16. Siebe und Gleichrichter in der Beruhigungskammer sorgen für ein gleichmäßiges und turbulenzarmes Strömungsfeld. Zur Druckrückgewinnung schließt sich an den Freistrahl ein Diffusor mit einem verstellbaren Einsatz an. Zwei Fenster in der Messkammer ermöglichen zusätzlich den Einsatz optischer Messtechniken wie Schlieren oder Particle Image Velocimetry.
Pneumatische Sonde im Sondenkalibrierkanal
Ein großer Vorteil des Sondenkalibrierkanals Göttingen des DLR ist die unabhängige Einstellung von Machzahl und Reynoldszahl in einem weiten Bereich, um dem jeweiligen Einsatzbereich der Sonden gerecht zu werden.
Die Messstrecke des Sondenkalibrierkanals besteht aus einem Freistrahl innerhalb einer geschlossenen Kammer. Die große zylindrische Kammer ist von zwei Seiten zugänglich und ermöglicht die Aufnahme von Sonden mit Schaftlängen bis zu ca. 1000 mm.
