DD300329A7

DD300329A7 - Mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen

Info

Publication number: DD300329A7
Application number: DD33759490A
Authority: DD
Inventors: Roland Mende
Original assignee: Tech Hochschule C Schorlemmer
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1992-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Stroemungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanaelen, vorzugsweise fuer den laminaren Bereich. Sie ist anwendbar in der Laborpraxis von Industrie- und Forschungseinrichtungen. Ziel ist die Schaffung einer einfach handhabbaren und multivalent einsetzbaren Vorrichtung. Die diesbezuegliche Aufgabe wird erfindungsgemaesz dahingehend geloest, dasz ein starres Pendelkreuz mit zwei horizontalen und vertikalen, masseaustarierten Pendelarmen drehbar in einer mit einer horizontal und vertikal verschiebbaren Verstelleinrichtung gekoppelten Aufnahme angeordnet ist, wobei an einem vertikalen Pendelarm ein geometrisch definierter Widerstandskoerper angebracht ist, der in die Stroemung hineinragt. Infolge der Stroemungskraft erfolgt die Auslenkung des Pendelkreuzes, die Rueckstellung erfolgt mittels Gewichtsausgleich zu einem horizontalen Pendelarm. Die Vorrichtung kann beliebig an der Kanalwandung befestigt werden, sie ist in Fig. 2 ausreichend dargestellt. Fig. 2{Stroemungsgeschwindigkeitsprofil; offener Kanal; Laminarstroemung; Pendelkreuz; Pendelarm; Stroemungskraft; Rueckstellkraft; Verstelleinrichtung; Masseausgleich}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen, vorzugsweise im laminaren Strömungsbereich, anwendbar in der Laborpraxis von Industrie- und Forschungseinrichtungen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von strömenden Flüssigkeiten in offenen Kanälen sind eine Reihe von technischen Lösungen bekannt. Vorwiegend wird dabei der Staudruck mit Hilfe eines Prandtl-Rohres gemessen, woraus direkt die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden kann. Staurohre haben jedoch den Nachteil, daß sie leicht verschmutzen können und bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten nicht auswertbare, kleine Staudrücke messen.

Weiterhin gibt es Lösungen, die auf dem Flügelradprinzip beruhen und relativ große Abmessungen haben, so daß sie in kleinen Kanälen nicht verwendbar sind.

Eine andere, nach der DDR-Patentschrift Nr. 71648 bekannt gewordene technische Lehre ist dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Gehäuse gehaltener Widerstandskörper so in den Flüssigkeitsstrom hineinragt, daß die infolge der Strömung auf den Widerstandskörper wirkende Kraft über ein Übertragungselement auf eine im Gehäuse befestigte Rückstellfeder übertragen wird und die Auslenkung der Rückstellfeder durch eine direkte Wegmessung mittels bekannter Verfahren ermittelt wird. Der Widerstandskörper wird dabei von einem Kreisring oder einer Kreisscheibe gebildet. Diese Vorrichtung und andere sind dadurch nachteilbehaftet, daß der Ort der Messung durch die zur Auswertung notwendige Auslenkung nicht genau definiert ist und daß eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit gemessen wird. Zur Bestimmung von Strömungsprofilen sind aufwendige Justagearbeiten notwendig.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen und Gerinnen zu schaffen, die bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten, besonders bei laminarem Strömungsregime, einsetzbar ist, einen einfachen Aufbau aufweist und eine einfache Handhabung zur Ermittlung von Geschwindigkeitsprofilen ermöglicht.

-2- Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen mit den in der Zielstellung genannten Vorteilen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dahingehend gelöst, daß ein starres Pendelkreuz mit jeweils zwei horizontalen und zwei vertikalen Pendelarmen, die in einer Auflagevorrichtung zusammengeführt sind, auf einer Auflageschneide drehbar angeordnet wird. Die Auflageschneide selbst ist in der Pendelaufhängung einer Verstelleinrichtung fixiert. Die Verstelleinrichtung weist Verstellvorrichtungen für Verstellmöglichkeiten in vertikaler und horizontaler Richtung auf. Die die Auflagenschneide tragende Pendelaufhängung ist dabei mit der horizontalen Verstelleinrichtung gekoppelt, wodurch deren Bewegung in den Ebenen ermöglicht wird. Die gesamte Verstelleinrichtung wird lösbar mittels Klemmverbindung auf der Außenwandung des Kanales am vorgesehenen Meßort angebracht.

Die horizontalen Pendelarme weisen jeweils verschiebbar eine Wägeschale und eine Ausgleichsmasse auf, die vertikalen Pendelarme sind oben mit einer verschiebbaren Ausgleichsmasse und unten lösbar mit einem Widerstandskörper definierter geometrischer Form, z. B. einer Kugel, gekoppelt.

Der Widerstandskörper ragt in die Strömung des offenen Kanales, was bei Anströmung zu einer Auslenkung des Pendelkreuzes führt. Die dieser Kraft äquivalente Rückstellkraft wird durch das Auflegen von Gewichten auf die Wägeschale des horizontalen Pendelarmes bis zum Gleichgewichtszustand kompensiert, der optisch durch das Gegenüberstehen von am unteren vertikalen Pendelarm und an der Pendelaufhängung angebrachten Eichstiften indiziert wird. Durch die an den Pendelarmen in vertikaler und horizontaler Richtung angeordneten Ausgleichsmassen kann zum einen die Eigenmasse der Arme kompensiert und zum anderen die Empfindlichkeit der Anordnung verändert werden.

Durch Verstellen der horizontalen bzw. vertikalen Verstellvorrichtung kann die Stellung des Widerstandskörpers in der Kanalströmung verändert werden. Das Geschwindigkeitsprofil wird nach bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten aus den Kraft- und Hebelarmverhältnissen berechnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden und zwar zeigen

Fig. 1: die Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2: die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang des Schnittes A-A.

Entsprechend Fig. 1 ist die Verstelleinrichtung 5 mit einer einstellbaren horizontalen Verstellvorrichtung 2 und einer vertikalen Verstelleinrichtung 3 über die Befestigungseinheit 4 mit der Wandung 13 des offenen Kanales lösbar verbunden. Die horizontale Verstelleinrichtung 2 trägt die Pendelaufhängung 6 mit der Auflagenschneide 12, auf der im Drehpunkt 11 die Auflagevorrichtung 13 eines Pendelkreuzes angeordnet ist.

Entsprechend Fig. 2 besteht das Pendelkreuz weiterhin aus den horizontalen Pendelarmen 14 und 15 sowie den vertikalen Pendelarmen 16 und 17. Der Pendelarm 17 ist lösbar mit dem Widerstandskörper 1, z.B. einer Kugel, verbunden, die in-die Strömung des offenen Kanales hineinragt. Die der auf diesen Widerstandskörper 1 wirkende Strömungskraft entgegengesetzte Rückstellkraft wird durch Gewichtsstücke bewirkt, die auf eine am Pendelarm 14 angebrachte Wägeschale 9 aufgebracht werden, bis der Gleichgewichtszustand wiederhergestellt ist. Der Zustand kann visuell an gegenüberstehenden Eichstiften 10 abgelesen werden, die jeweils am Pendelarm 17 und der Pendelaufhängung 6 angeordnet sind. Zum Ausgleich der-Sgen massen bzw. der Erhöhung der Empfindlichkeit sind an den Pendelarmen 15 und 16 jeweils verschiebbar die Ausgleichsmassen 7 und angebracht.

Claims

Patentansprüche:

1. Mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen mit einem in der geometrischen Form definierten Widerstandskörper, der lokal in das strömende Medium im Kanal eintaucht und einem mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelten Hebelsystem, wobei der Widerstandskörper mit einem Hebelarm verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß ein starres Pendelkreuz mit den horizontalen Pendelarmen (14,15) und den vertikalen Pendelarmen (16; 17), die in einer Auflagevorrichtung (18) zusammengeführt sind, auf einer in der Pendelaufhängung (6) einer Verstelleinrichtung (5) fixierten Auflagenschneide (12) angeordnet ist und daß der untere vertikale Pendelarm (17) lösbar mit einem Widerstandskörper (1) definierter geometrischer Form gekoppelt ist.
2. Mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verstelleinrichtung (5) eine einstellbare horizontale Verstellvorrichtung (2), die mit der Pendelaufhängung (6) gekoppelt ist und eine einstellbare vertikale Verstellvorrichtung (3) aufweist und daß die Verstelleinrichtung (5) mittels einstellbarer Befestigungseinheit (4) auf der Kanalwandung (13) lösbar angeordnet ist.
3. Mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß am horizontalen Pendelarm (14) verschiebbar eine Wägeschale (9) und am horizontalen Pendelarm (15) eine verschiebbare Ausgleichsmasse (8) angeordnet ist und daß der vertikale Pendelarm (16) ein verschiebbares Ausgleichsstück (7) aufweist.
4. Mobile Vorrichtung zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeitsprofilen in offenen Kanälen nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß am vertikalen Pendelarm (17) und an der Pendelaufhängung (6), in der Gleichgewichtslage direkt gegenüberstehend, jeweils ein Eichstift (10) angeordnet ist.