DE2148287A1

DE2148287A1 - Vorrichtung zum messen des stroemungszustandes in stroemungskanaelen

Info

Publication number: DE2148287A1
Application number: DE19712148287
Authority: DE
Inventors: Leopold Jungbauer; Alfred Dipl Ing Kuhn
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1973-04-05

Description

Vorrichtung zum >iessen des Strömungszustandes in Strömungskanälen Nie Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Strömungszustandeß in Strömungskanälen mit einem Strömungsfühler.
Bei Messungen zur Ermittlung des Strömungszustandes in Strömungskanälen durch Strömungsfühler stellt die Größe des Fühlers, insbesondere seines Sondenkopfes, einen wesentlichen Einflußfaktor dar. Bei den bisher bekannten Strömungsfühlern wird durch die verhältnismäßig große Sonde das Strömungsfeld gestört und dadurch die Messung verfälscht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strömungsfühler zu erstellen, der möglichst klein ist, also bei kompakter Zusammenfassung einer Reihe von Meßgeräten möglichst kleine Außenabmessungen aufweist und trotzdem die Messung möglichst vieler Strömungsparameter durch die Zusammenfassung der Neßköpfe auf engem Raum erlaubt.
Diese Aufgaben werden durch die Erfindung dadurch gelöst, daß dicht an einem vertikal in das strömende Medium eintauchenden und mit seinem freien Abschnitt entgegen der Strömungsrichtung abgewinkelten Staurohr zur Messung des Gesamtdruckes zwei in gleicher Richtung parallel zueinander verlaufende und dann in gleicher Weise abgewinkelte Neßrohre zur Messung der Strömungsrichtung sowie ein nur vertikal verlaufendes Druckrohr zur Messung des statischen Druckes angeordnet sind und daß innerhalb des Staurohres ein Thermoelement angeordnet ist. Dabei kann sich der Durchmesser des Staurohres zu dem der Meßrohre und zu dem des Druckrohres wie 16 : 7 : 6 verhalten. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Enden der Meßrohre an ihren Austrittsöffnungen dicht beieinander liegen und schräg jeweils unter einem Winkel von 30° zu der durch die Mittelachse des Staurohres laufenden Mittelebene abgeschnitten sein, an der sie anliegen. Weiterhin kann das freie Ende des Druckrohres den abgewinkelten Teil des Staurohres durchdringen, so daß die statische Drucköffnung des Druckrohres in der zylindrischen Wand des Staurohres liegt.
Zur weiteren Verringerung des Gesamtquerschnitts der evorrichtung kann das zur Temperaturmessung verwendete Thermoelement innerhalb des Staurohres 80 angeordnet sein, daß der Kontaktpunkt des Thern:oelementes im geometrhen Schnittpunkt der in dem vertikalen und dem abgewinkelten Teil des Staurohres verlaufenden Achsen angeordnet ist.
Schließlich kann zwischen dem Staurohr und einem an ihm angeschlossenen Druckmeßgerät ein Abzweighahn angeordnet sein, an dem außerdem eine Freileitung angeschlossen ist, an die eine Absaugpumpe anschließbar ist.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Strömungsfühler, teilweise im Längsschnitt, Fig. 2 die Einzelheit bei II in vergrößertem Maßstab, auch teilweise im Längsschnitt, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in den Fig. 1 und 2, um 90° gedreht, Fig. 4 in schematischer Darstellung die Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Meßanordnung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen des Strömungszustandes eines in einem Kanal strömenden Mediums weist einen Strönrungsfühler 1 auf, an dessen Staurohr 2 ein Abzweighahn 3 angeschlossen ist. An diesen Abzweighahn ist weiterhin einerseits eine Freileitung 4 angeschlossen, die zu einer Absaugpumpe 5 führt und andererseits ein Druckmeßgerät 6, das aus einem mit Wasser gefüllten und mit einer Skala versehenen U-Rohr besteht.
Das Staurohr 2, das vertikal in das strömende Medium eintaucht, weist einen entgegen der Strömungsrichtung abgewinkelten Abschnitt 7 auf und dient mit diesem zur Messung des Gesamtdruckes. Parallel zu dem Staurohr 2 und zu seinem in Strömungsrichtung abgewinkelten Abschnitt 7 verlaufen zwei Eleßrohre 8, deren Enden 9 an ihren Austrittsöffnungen beieinander liegen und jeweils schräg unter einem Winkel von 30 zu der durch die Mittelachse des Staurohres verlaufenden Elittelebene abgeschnitten sind, an der sie anliegen. Mit diesen Meßrohren 8 wird die Strömungsrichtung gemessen.
Weiterhin verläuft parallel zu dem vertikalen Abschnitt des Stalxrohres 2 ebenfalls vertikal ein Druckrohr 11, dessen Ende 12 <i<'n abgewinkelten Abschnitt 7 des Staurohres 2 durchdringt ls Der Durchmesser des Staurohres 2 verhält sich zu dem der Meßrohre 8 und zu dem des Druckrohres 11 wie 16 : 7 : 6.
Innerhalb des Staurohres ist ein Thermoelement 13 angeordnet, dessen Kontaktpunkt i4 im geometrischen Schnittpunkt der Längsachsen des Staurohres 2 in seinem vertikalen und abgewinkelten Abschnitt angeordnet ist. Die Drähte des Thermoelementes sind seitlich aus dem Staurohr 2 herausgeführt und führen zu einem Temperaturanzeiger 15.
Das Druckrohr 11 ist in einem Abstand vom Staurohr angeordnet, der etwas größer ist als der Durchmesser des Meßrohres 8. Die Meßrohre 8 sind dicht am vertikalen Abschnitt des Staurohres 2 entlang und an dem abgewinkelten Abschnitt des Staurohres 2 sowie dabei dicht um das Druckrohr ii herumgeführt und überschrein dabei kaum die Peripherie des abgewinkelten Abschnitts 7 des Staurohres 2 in der Draufsicht gemäß Fig. 3.
Die beschriebene Meßvorrichtung läßt sich mit kleinsten Abmessungen herstellen und ermöglicht die Messung vieler Strömungsparameter auf kleinstem Raum.
Die -Messung des Gesamtdruckes und der Gesamttemperatur erfolgen nacheinander. Zur Messung des Gesamtdruckes wird der Dreiwegehahn 3 so gestellt, daß der Druck auf ein U-Rohr 6 oder ein anderes Druckmeßinstrument (Druckgeber, etc.) geschaltet wird. Mit dem Thermoelement 13 wird die Gesamttemperatur gemessen. Hierzu muß die Meßperle 14 von dem zu messenden Medium umströmt werden. Deshalb erfolgt die Umschaltung des Dreiwegehahnes so, daß das Medium nach außen wegströmen kann. Bei ungenügender Druckdifferenz muß zwischen dem Meßrohr 7 und dem Abströmrohr 4 eine Saugpumpe 5 angeschlossen werden, damit so eine genügende Umströmung der Meßperle i4 erreicht wird.
Durch Vergleiche der in den Meßrohren 8 abgelesenen Drücke wird die Strömungsrichtung des durch den Kanal strömenden Mediums ermittelt.
Die Messung des statischen Druckes erfolgt gleichzeitig zur Messung des Gesamtdruckes mit der separaten Meßleitung ti.
Bei auf die Freileitung 4 umgeschaltetem Abzweighahn 3 strömt dann, wenn, wie dies meist der Fall ist, im Staurohr 2 ein Überdruck gegen die Umgebung vorhanden ist, eine geringe Menge des zu messenden Gases durch das Staurohr 2, den Abzweighahn 3 und die Freileitung 4. Das durch das Staurohr 2 strömende Gas streicht dabei an der Meßperle, dem Kontaktpunkt 14 des Thermoelementes vorbei und bringt diese sowie deren Umgebung auf die zu messende Temperatur, die dann am Temperaturanzeiger 15 abgelesen werden kann. Bierdurch wird dafür gesorgt, daß die Wärmeleitung entlang dem Sondenschaft zu der meist gegenüber dem Gas kühleren Wand und die Genauigkeit der Temperaturablesung durch Aus schaltung von die Temperatur des Thermometerpunktes unerwünscht beeinflussenden Faktoren vergrößert wird.
Durch die beschriebene Vorrichtung zum Messen des Strömungszustandes in Strömungskanälen mit dem kompakt gebauten Strömungsfühler kann mit den geringen Abmessungen gegenüber bekannten Sonden eine wesentliche Verbesserung der Eleßergebnisse erzielt werden.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Messen des Strömungszustandes in Strömungskanälen mit einem Strömungsfühler, dadurch gekennzeichnet, daß dicht an einem vertikal in das strömende Medium eintauchenden und mit seinem freien Endabschnitt entgegen der Strömungsrichtung abgewinkelten Staurohr t2) zur Messung des Gesamtdruckes zwei in gleicher Richtung parallel zueinander verlaufende und dann in gleicher Weise abgewinkelte Meßrohre (8) zur Pressung der Strömungsrichtung sowie ein nur vertikal verlaufendes Druckrohr (ii) zur Messung des statischen Druckes angeordnet sind und daß innerhalb des Staurohres (2) ein Thermoelement (13) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchmesser des Staurohres (2) zu dem der Meßrohre (8) und zu dem des Druckrohres (11) wie 16 :7 : 6 verhält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (9) der Meßrohre (8) an ihren Austrittsöffnungen beieinander liegen und schräg jeweils unter einem Winkel von 300 zu der durch die Mittelachse des Staurohres (2) verlaufenden Mittelebene abgeschnitten sind, an der sie anliegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (12) des Druckrohres (11) den abgewinkelten Abschnitt (7) des Staurohres (2) durchdringt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeicilnet, daß der Kontaktpunkt ( li) des 'Ihertnoeleslle}ltes (13) im geometrischen Schnittpunkt der Längsachsen des Staurohres (2) in seinem vertikalen und seinem abgewinkelten Al)scllllitt (7) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (ii) in einem Abstand des Staurohres (2) verläuft, der etwas größer ist als der Durchmesser des Meßrohres (8).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrohre (8) dicht am vertikalen Abschnitt des Staurohres (2) entlang und an dem abgewinkelten Abschnitt (7) des Staurohres (2) dicht um das Druckrohr (ii) herumgeführt sind und dabei die Peripherie des abgewinkelten Abschnitts (7) des Staurohres (2) in der Draufsicht gemäß Fig. 3 kaum überschreiten.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Staurohr (2) und einem an ihm angeschlossenen Druckmeßgerät (6) ein Abzweighahn (3) angeordnet ist, an den außerdem eine Freileitung (i) angeschlossen ist1 an die eine Absaugpumpe (5) anschließbar ist.