Verdunstungsmessungen in einem ringförmigen Wind-Wasser-Kanal mit Hilfe von Psychochrometern und einem WLD-System
| Main Author: | Weißer, Fritz |
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| Format: | info publication-thesis |
| Terbitan: |
, 1980
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| Subjects: | |
| Online Access: |
https://zenodo.org/record/13330 |
Daftar Isi:
- Zur kontinuierlichen Messung von Feuchtemittelwerten im Wind-Wasser-Kanal werden zwei nichtventilierte Psychrometer verwendet. Ihre Meßgenauigkeit (ein σ-Fehler) liegt bei großen relativen Feuchten und hohen Temperaturen (h > 0,9; T ~ 35°C) bei 0,25%. Bei kleinen relativen Feuchten und niedrigen Temperaturen (h ≈ 0,6; T ≈ 5°C) liegt dieser Fehler zwischen 1% und 2%. Ein weiteres Feuchtemeßsystem mit einer guten Orts- und Zeitauflösung (vertikal 0,1 cm, horizontal 0,2 cm , τ ≈ 2 sec) erlaubt es, Feuchteprofile im Gasraum des Wind-Wasser-Kanals zu messen. Dabei kommt ein Wärmeleitfähigkeitsdetektor (WLD) zum Einsatz. Um einer Korrosion der Heizdrähte vorzubeugen, wird der WLD bei einem möglichst kleinen Heizstrom betrieben (83 mA statt maximal 300 mA bei Helium). Im Wind-Wasser-Kanal entstehen durch den Windantrieb und den Spülstrom Druckschwankungen, die ein Rauschen des Signals bis zu 2% relativer Feuchte bei 20°C erzeugen. Trotzdem läßt sich durch genügend lange Mittlungszeiten (etwa 15 sec) eine Auflösung von 0,25% relativer Feuchte erreichen. Bei der Messung von Feuchtewerten ist die Störung der Rotationssymmetrie der Feuchteverteilung durch den Spülstrom zu berücksichtigen. Die Störung ist etwa 5%, bezogen auf das mittlere Feuchtedefizit in dem Gasraum. Die Störung nimmt mit (in Windrichtung) zunehmender Entfernung vom Gaseinlaß ab. Sie ist aber nahezu unabhängig von der Windgeschwindigkeit und dem Spülstrom. Die Strömungsverhältnisse im Wind-Wasser-Kanal wurden durch Messung eines zweidimensionalen Feuchteprofils sichtbar gemacht. Man gewinnt so einen Eindruck von dem Einfluß der Sekundärströmungen auf die Austauschprozesse. Der Hauptwiderstand für Verdunstung liegt weiterhin in der Grenzschicht. Eine - von der Kanalaußenwand nach innen gerichtete - Sekundärströmung trägt trockenere Luft von außen nach innen, wodurch ein Ausbilden des logarithmischen Feuchteprofils verhindert wird. Für kleine Windgeschwindigkeiten (ca. 1 m/sec) wird der mittlere Feuchtestrom um 40% erhöht, für große Windgeschwindigkeiten ist die Erhöhung deutlich geringer. Die Verdunstungsgeschwindigkeiten wurden bis zu Windgeschwindigkeiten über 10 m/sec gemessen«. Der Meßfehler (ein σ-Fehler) nimmt von 3% bei kleinen Windgeschwindigkeiten bis auf 7% bei großen zu. Die Abhängigkeit der Verdunstungsgeschwindigkeit von der Wasseroberfläche und somit von dem Wellenbild wird aufgezeigt.
- Staatsexamensarbeit