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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung der Druckverteilung an der Oberfläche verschiedenartig geformter Gegenstände, die von einem Gas oder einer Flüssigkeit umströmt werden, z. B. zur
Druckmessung an einer Ventilatorschaufel, einem Tragflügel, Schiffsrumpf, Brückenpfeiler u. ähnl.
Die bisher allgemein angewandte Messmethode erfordert zur Messung der Druck- und Unterdruckverteilung, beispielsweise an einer Ventilatorschaufel im Windkanal, jeweils zwei gleiche Schaufeln, bei welchen in der Ebene der Strömungsachse und senkrecht zu den Schaufelflächen Bohrungen angebracht sind, in welche dünne, mit
Schläuchen versehene Röhrchen eingesetzt sind, die im Messstrom liegen und an ein oder mehrere
Druckmessgeräte angeschlossen werden, wobei die Schläuche von aussen dem Strömungsdruck des Mediums und den daraus resultierenden Schwingungen ausgesetzt sind, was zu ungenauen Messungen führt. Bei einer der beiden Schaufeln sind die Röhrchen in der Druckseite (Förderseite), bei der andern in der Sogseite eingesetzt, so dass mit einer Schaufel entweder nur der Druck oder der Unterdruck gemessen werden kann.
Jede Schaufel besitzt einen fixen unveränderbaren Krümmungsradius. Für Messungen bei verschiedenen Krümmungsradien müssen daher jeweils entsprechende Einzelschaufeln angefertigt werden. Was kostspielig und zeitraubend ist.
Dies gilt auch für hydraulische Messungen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll die Möglichkeit bieten, mit einem einzigen Gerät gleichzeitig sowohl den Druck auf der Förderseite als auch den Sog bzw. Unterdruck auf der Schaufelrückseite messen zu können, u. zw. bei verschiedenen Anströmwinkeln und bei verschiedenen Krümmungsradien und veränderbarer
Schräge bzw. Verwindung sowohl in Gasen als auch in Flüssigkeiten, wobei die Messleitungen ausserhalb des
Messmediums liegen. Ausserdem soll die Möglichkeit gegeben sein, die Krümmung der Schaufel von ausserhalb des
Windkanals bzw. des Strömungskanals durch Fernbetätigung zu verändern. Die Vorrichtung soll auch als
Steckelement ausgebildet und austauschbar sein.
Die Vorrichtung zur Messung der Druckverteilung an der Oberfläche verschiedenartig geformter
Gegenstände, die von einer Flüssigkeit oder von einem Gas umströmt werden, z. B. zur Druckmessung an einer
Ventilatorschaufel, einem Tragflügel, Schiffsrumpf, Brückenpfeiler u. ähnl., ist dadurch gekennzeichnet, dass im
Innern eines etwa rechteckig-plattenförmigen bzw. bandförmigen Körpers aus verformbarem Material eine
Vielzahl parallel nebeneinanderliegender Kanäle vorgesehen ist, welche an einem Ende geschlossen und am andern Ende mit Anschlussröhrchen über Schläuche mit einem Vielfach-Messgerät verbunden sind, wobei jeder
Kanal mit mindestens einer zur Oberfläche des Körpers führenden Bohrung versehen ist.
Die Bohrungen werden auch abwechselnd zu verschiedenen Seiten der Oberfläche des Körpers geführt, wobei die Kanäle durch
Röhrchen gebildet werden können. Einzelne Kanäle bzw. Röhrchen besitzen zu beiden Seiten der Oberfläche des Körpers führende durchgehende Bohrungen, die sich jeweils auf die ganze Kanal- bzw. Röhrchenlänge verteilen.
Der Körper der Vorrichtung besteht aus flexiblen Lamellen, zwischen welchen die Röhrchen parallel nebeneinanderliegen und mit den Lamellen mit einem Bindemittel elastisch verbunden sind, wobei diese Vorrichtung als krümmungsveränderbares Steckelement für Strömungskanäle ausgebildet ist und der Krümmungsradius von ausserhalb des Strömungskanals von Hand oder fernbetätigt verändert wird.
Mit dieser krümmungsveränderbaren Vorrichtung, z. B. einer Druckmess-Schaufel, kann somit gleichzeitig sowohl der Druck als auch der Sog bzw. der Unterdruck gemessen werden, wobei die Krümmungsverstellung ohne Ausbau der Vorrichtung aus dem Windkanal von ausserhalb fernbetätigt vorgenommen werden kann, um den günstigsten Krümmungsradius bei optimalen Messwerten zu ermitteln.
Für die Ermittlung der günstigsten Druckverteilung und zur Herabsetzung bzw. Eliminierung des Soges, d. h. des Antriebskraft verzehrenden Unterdruckes an der Schaufelrückseite, sind in der Mess-Schaufel quer durch diese durchgehende Druckausgleichsöffnungen vorgesehen, deren geometrische Orte, Anzahl und Querschnitte experimentell ermittelt werden. Durch diese Öffnungen strömt Medium unter Förderdruck in die Zonen geringeren Druckes, wobei diese Zonen und das Verändern der Druckhöhe mittels der in diesen Zonen liegenden Messöffnungen gemessen werden können. Durch Ändern der Schaufelkrümmung während der Messungen wird der günstigste Krümmungsradius ermittelt.
Das gleiche Prinzip wird analog bei Messungen an andern umströmten Profilen, wie Tragflügel, Brückenpfeiler, Schiffsrümpfe u. ähnl. angewendet, um die Druck- und Sogverteilung an diesen festzustellen und Massnahmen zur Beseitigung von schädlichen bzw. störenden, durch den Sog erzeugten Wirbel bzw.
Schwingungen treffen zu können, wobei die Wirkung dieser Massnahmen gleichzeitig auf dem Vielfachmanometer beobachtet werden kann.
Dieses Druckmess-System dürfte bei vielen strömungstechnischen Problemen die erwünschte Lösung bringen helfen.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und zeigt in Fig. 1 den Querschnitt durch eine Vorrichtung mit eingearbeiteten Kanälen, Fig. 2 im Querschnitt eine Vorrichtung mit zwischen zwei Lamellen eingebetteten Röhrchen, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit Kanälen und Anschlussröhrchen mit Schläuchen, Fig. 4 eine Vorrichtung als Messelement in perspektivischer Darstellung mit Röhrchen und Schläuchen, Fig. 5 eine teilweise geöffnete Vorrichtung als steckbares Messelement mit Röhrchen und Schlauchanschlüssen, Fig. 6 eine Vorrichtung als steckbares Messelement mit Druckausgleichs- öffnungen, Messbohrungen und Schlauchanschlüssen, Fig.
7 in vergrössertem Massstab einen Querschnitt durch das
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Aufwand durchführbare strömungsdynamische Messungen einfacher und genauer und vor allem mit variablen Einstellungen auszuführen und Voraussetzungen zur Entwicklung bzw. Bestimmung der günstigsten Profilform zu schaffen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Messung der Druckverteilung an der Oberfläche verschiedenartig geformter Gegenstände, die von einer Flüssigkeit oder einem Gas umströmt werden, z. B. zur Druckmessung an einer Ventilatorschaufel, einem Tragflügel, Schiffsrumpf, Brückenpfeiler u. ähnl., dadurch gekennzeichnet, dass im Innern eines etwa rechteckig-plattenförmigen bzw. bandförmigen Körpers (1) aus verformbarem Material eine Vielzahl parallel nebeneinanderliegender Kanäle (2) vorgesehen ist, welche an einem Ende (4) geschlossen und am andern Ende mit Anschlussröhrchen (3,3a) über Schläuche (7) mit einem Vielfach-Druckmessgerät verbunden sind, wobei jeder Kanal (2) mit mindestens einer zur Oberfläche des Körpers (1) führenden Bohrung (8) versehen ist (Fig.
1 bis 9).
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