DE3007950A1 - Wind tunnel with low power air conditioner - operating in branch channel with slower flow than main feed, and enabling heating, cooling, humidifying and drying functions - Google Patents
Wind tunnel with low power air conditioner - operating in branch channel with slower flow than main feed, and enabling heating, cooling, humidifying and drying functionsInfo
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Abstract
Description
Windkanal Wind tunnel
Die Erfindung betrifft einen Windkanal für strömungstechnische Untersuchungen mit einer Meßkammer, mindestens einem an die Meßkammer angeschlossenen Luftzufuhrkanal sowie mit wenigstens einem Luftbehandlungsaggregat für den der Meßkammer zuführbaren Luftstrom.The invention relates to a wind tunnel for fluidic investigations with a measuring chamber, at least one air supply channel connected to the measuring chamber as well as with at least one air treatment unit for that which can be fed to the measuring chamber Airflow.
In Windkanälen dieser Art, die insbesondere mit im Kreislauf geführter Luft arbeiten, muß der Luftstrom vor dem Eintritt in die Meßkammer oder Meßstrecke je nach Art der vorgesehenen strömungstechnischen Untersuchungen meist einer Aufbereitung in einem Luftbehandlungsaggregat unterworfen werden. Als Aufbereitung kommen Erwärmung, Befeuchtung, Trocknung und/oder Kühlung in Frage, letztere hauptsächlich um jenen Teil der Gebläseleistung abzuführen, der dem Luftstrom als Wärme zugefü wird. Bei einem bekannten Windkanal wird hierzu der gesamte der Meßkammer zugeführte Luftstrom durch ein Luftbehandlungsaggregat in Form eines Luftkühlers geführt (H. Schlichting, "Die Entwicklung der Windkanäle in den letzten beiden Jahrzehnten", Jahrbuch 1952 der WGL, Seite 39). Da in einem solchen Windkanal große Luftmengen bei hohen Geschwindigkeiten umlaufen, bewirkt das im vollen Luftstrom angeordnete Luftbehandlungsaggregat einen großen Druckverlust, so daß für den Betrieb eine entsprechend höhere Gebläseleistung erforderlich ist.In wind tunnels of this type, especially those with circulating Working air, the air flow must be before entering the measuring chamber or measuring section depending on the type of the intended fluidic investigations, usually a treatment be subjected in an air treatment unit. Heating is used as preparation, Humidification, drying and / or cooling in question, the latter mainly around that Dissipate part of the fan power that is added to the air flow as heat. at a well-known wind tunnel for this the whole of the measuring chamber supplied air flow through an air treatment unit in the form of an air cooler (H. Schlichting, "The Development of Wind Tunnels in the Last Two Decades", WGL yearbook 1952, page 39). Because in such a wind tunnel there is a large amount of air Rotating at high speeds causes that arranged in the full air flow Air treatment unit has a large pressure loss, so that a correspondingly higher fan power is required.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Windkanal der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Aufbereitung des Luftstroms in einem Luftbehandlungsaggregat, wie insbesondere Lufterwärmer, Luftbefeuchter, Luftentfeuchter und/oder Luftkühler, mit möglichst geringem Luftwiderstand verbunden ist und somit entsprechend geringe Förderleistung des Gebläses beansprucht. Darüberhinaus soll der Windkanal im konstruktiven Aufbau einfach und somit relativ preiswert herzustellen und den betrieblichen Gegebenheiten voll gewachsen sein.The invention was therefore based on the object of a wind tunnel to train initially mentioned type so that the preparation of the air flow in one Air treatment unit, such as in particular air heaters, air humidifiers, air dehumidifiers and / or air cooler, is connected with the lowest possible air resistance and thus correspondingly low delivery rate of the fan claimed. In addition, should the construction of the wind tunnel is simple and therefore relatively inexpensive to manufacture and be able to fully cope with the operational conditions.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Luftzufuhrkanal streckenweise einen Hauptkanal und mindestens einen parallel geschalteten Zweigkanal aufweist, der das Luftbehandlungsaggregat enthält, wobei der für die Durchströmung des Zweigkanals vorgesehene Teilstrom bezüglich seines Luftzustandes derart einstellbar ist, daß der gewünschte Zustand des Luftstromes, welcher der Meßkammer zuführbar ist, sich durch Beimischung des Teilstroms ergibt.According to the invention, this object is achieved in that the air supply duct in parts a main channel and at least one branch channel connected in parallel which contains the air treatment unit, the one for the flow through of the branch channel provided partial flow with respect to its air condition so adjustable is that the desired state of the air flow which can be supplied to the measuring chamber is, results from admixture of the partial flow.
Es wird also von dem der Meßkammer zufließenden Luftstrom ein Teilstrom abgezweigt, durch das Luftbehandlungsaggregat geführt und dem Luftstrom wieder beigemischt. Da der Teilstrom gegenüber dem im Hauptkanal strömenden Luftstrom gering ist, ergibt sich im Luftbehandlungsaggregat ein geringer Druckabfall, der mit ebenfalls geringer Gebläseleistung überwunden werden kann.So it becomes a partial flow of the air flow flowing into the measuring chamber branched off, passed through the air treatment unit and mixed back into the air flow. Since the partial flow is small compared to the air flow flowing in the main duct, results there is a lower pressure drop in the air handling unit, the one with also lower Fan power can be overcome.
Hierdurch wird Ventilatorenergie eingespart. Um den gewünschten Zustand des Luftstroms, welcher der Meßkammer zugeführt wird, zu erreichen, wird der Teilstrom auf einen solchen Luftzustand gebracht, daß sich nach dessen Beimischung zum Luftstrom der gewünschte Luftzustand des Luftstroms einstellt.This saves fan energy. To the desired state of the air flow, which is fed to the measuring chamber, is the partial flow brought to such an air condition that after its admixture with the air flow sets the desired air condition of the air flow.
Um die Druckverluste im Windkanal weiter zu verringern, weist vorteilhaft der Hauptkanal etwa den gleichen Querschnitt auf, wie die an ihn angeschlossenen Bereiche des Luftzufuhrkanals, so daß Druckverluste durch Querschnittsänderungen vermieden sind.In order to further reduce the pressure loss in the wind tunnel, it is advantageous the main channel has about the same cross-section as the one connected to it Areas of the air supply duct, so that pressure losses due to changes in cross-section are avoided.
Auch empfiehlt es sich, daß der Zweigkanal einen Querschnitt aufweist, in dem niedrigere Luftgeschwindigkeiten auftreten als im Hauptkanal. Hierdurch wird ein ausreichender Strömungsquerschnitt für den Teilstrom geschaffen bei erträglichem Bauaufwand.It is also recommended that the branch duct has a cross section in which lower air velocities occur than in the main duct. This will a sufficient flow cross-section for the partial flow created with tolerable Construction costs.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der im Zweigkanal fließende Teilstrom in seiner Größe einstellbar sein. Hierdurch kann auf einfache Weise der Luftzustand beeinflußt werden.According to a further, preferred development of the invention, can the size of the partial flow flowing in the branch channel can be adjusted. Through this the air condition can be influenced in a simple way.
Um die Strömung des Zweigkanals weitgehend unabhängig zu machen von der Strömung im Hauptkanal, ist es empfehlenswert, im Zweigkanal eine Luftfördereinrichtung mit vorzugsweise veränderbarer Förderleistung anzuordnen. Dies ist hauptsächlich dann von Vorteil, wenn der Windkanal für hohe Luftgeschwindigkeiten, zum Beispiel größer als 25 m pro Sekunde vorgesehen ist.To make the flow of the branch channel largely independent of the flow in the main duct, it is advisable to have an air conveyor in the branch duct to be arranged with preferably variable delivery rate. This is mainly then advantageous if the wind tunnel for high air speeds, for example greater than 25 m per second is intended.
In vielen Fällen, insbesondere jedoch bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten, weist der Hauptkanal vorteilhaft einen vorzugsweise veränderbaren Strömungswiderstand auf, wodurch die Größe des Teilstroms, der durch den Zweigkanal fließt, beeinflußbar ist. Hierbei kann der Strömungswiderstand im wesentlichen von wenigstens einer Richtungsänderung des Hauptkanals bzw. seiner Strömung und/oder von wenigstens einer verstellbaren Klappe gebildet sein.In many cases, but especially at lower flow velocities, the main channel advantageously has a preferably variable flow resistance on, whereby the size of the partial flow that flows through the branch channel can be influenced is. Here, the flow resistance can essentially be due to at least one change in direction of the main channel or its flow and / or at least one adjustable flap be formed.
Auch kann gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung zur Einstellung des Teilstroms im Hauptkanal wenigstens eine verstellbare Zunge zur Aufteilung der Luft auf den Hauptkanal und Zweigkanal angeordnet sein. Vorteilhaft ist die Zunge hierbei vorzugsweise im Bereich der Abzweigstelle des Zweigkanals vorgesehen.According to another development of the invention, it can also be used for setting of the partial flow in the main channel at least one adjustable tongue for dividing the Air can be arranged on the main duct and branch duct. The tongue is beneficial in this case preferably provided in the area of the branch point of the branch duct.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor, die einen Windkanal gemäß der Erfindung in Prandtlscher Bauart schematisch darstellt.Further advantages and features of the invention are evident from the following Description of an exemplary embodiment in connection with the drawing, which schematically represents a wind tunnel according to the invention in Prandtl design.
Der Windkanal gemäß der Zeichnung weist eine geschlossene Meßkammer 10 auf, in die der Luftzufuhrkanal 12 mündet.The wind tunnel according to the drawing has a closed measuring chamber 10, into which the air supply duct 12 opens.
Dieser ist als Ringkanal ausgebildet und verbindet den Endbereich 14 mit dem Einlaß 16 der Meßkammer, so daß die zirkulierende Luft im Kreislauf geführt werden kann.This is designed as an annular channel and connects the end area 14 with the inlet 16 of the measuring chamber, so that the circulating air is circulated can be.
Anstelle einer geschlossenen Meßkammer 10 wäre-auch eine offene Meßstrecke denkbar, die Erfindung ist nicht auf einen Windkanal mit geschlossener Meßkammer beschränkt.Instead of a closed measuring chamber 10, there would also be an open measuring section conceivable, the invention is not applicable to a wind tunnel with a closed measuring chamber limited.
Der Luftzufuhrkanal 12 ist zusammen mit der Meßkammer 10 zu einem rechteckförmigen Gebilde zusammengeschaltet, wobeidie Meßkammer 10 die eine lange Seite 18 des Rechtecks mitbildet und in der anderen langen Seite 20 der Ventilator oder Kompressor 22 für den Umlauf des Luftstroms angeordnet ist.The air supply channel 12 is together with the measuring chamber 10 to one interconnected rectangular structures, the measuring chamber 10 being a long one Side 18 of the rectangle also forms and in the other long side 20 the fan or compressor 22 is arranged for the circulation of the air flow.
Jener Bereich des Luftzufuhrkanals 12, der z.B. an die Saugseite bzw. Druckseite des Ventilators 22 angeschlossen ist, weist einen Hauptkanal 24 und einen prallelgeschalteten Zweigkanal 26 auf. Die Abzweigstelle 28 des Zweigkanals 26 ist beispielsweise an der kurzen Seite 30 des rechteckförmig geführten Zufuhrkanals 12 angeordnet, die Wiedervereinigungsstelle 32 von Hauptkanal 24 und Zweigkanal 26 ist an der langen Seite 20 vorgesehen. Zweigkanal 26 und Hauptkanal 24 weisen somit eine Umlenkstelle 34 auf, an der die Strömung eine etwa rechtwinklige Richtungsänderung erfährt.That area of the air supply duct 12, which is e.g. Pressure side of the fan 22 is connected, has a main channel 24 and a parallel-connected branch duct 26. The branch point 28 of the branch channel 26 is for example on the short side 30 of the rectangular feed channel 12, the reunification point 32 of the main channel 24 and branch channel 26th is provided on the long side 20. Branch channel 26 and main channel 24 thus have a deflection point 34 at which the flow is approximately at right angles Changes direction experiences.
Um die Druckverluste an sämtlichen Umlenkstellen gering zu halten, sind dort jeweils Leitbleche 36 in den Kanälen angeordnet.In order to keep the pressure losses at all deflection points low, baffles 36 are arranged there in the channels.
Der Zweigkanal 26 ist durch eine Trennwand 38 vom Hauptkanal 24 getrennt. Der Querschnitt des Zweigkanals 26 ist so gewählt, daß sich bei der für den Zweigkanal vorgesehenen Luftbeaufschlagung eine Strömungsgeschwindigkeit einstellt, die geringer ist als die Strömungsgeschwindigkeit im Hauptkanal 24. Vorzugsweise ist die Strömungsgeschwindigkeit im Zweigkanal gegenüber dem Hauptkanal um den Faktor 0,2 bis 0,8 verringert. Der Querschnitt des Hauptkanals 24 ist etwa gleich dem Querschnitt der an diesen angeschlossenen Bereiche des Zufuhrkanals 12. An der Abzweigstelle 28 ist an der Trennwand 36 eine verstellbare Zunge 40 angeordnet, mit welcher der ankommende Luftstrom auf den Hauptkanal 24 und den Zweigkanal 26 aufgeteilt werden kann, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist.The branch channel 26 is separated from the main channel 24 by a partition 38. The cross section of the branch channel 26 is chosen so that when for the branch channel provided air admission sets a flow velocity that is lower is than the flow rate in the main channel 24. Preferably, the flow rate is in the branch duct compared to the main duct reduced by a factor of 0.2 to 0.8. Of the The cross section of the main channel 24 is approximately equal to the cross section of the one connected to it Areas of the supply channel 12. At the branch point 28 is a on the partition 36 adjustable tongue 40 arranged with which the incoming air flow to the main channel 24 and the branch duct 26 can be divided, as can be seen from the drawing is.
Im Zweigkanal 26 ist, in Strömungsrichtung gesehen, nach der Umlenkstelle 34 das Luftbehandlungsaggregat 42 angeordnet. Dieses kann aus einem Luftkühler, einem Lufterhitzer, einem Luftbefeuchter oder einem Lufttrockner bestehen, wobei beliebige Kombinationen dieser Vorrichtungen möglich sind. Der Einfachheit halber ist das Luftbehandlungsaggregat 42 in der Zeichnung als Luftkühler dargestellt, der über Anschlußleitungen 44 mit einem Kühlmedium versorgbar ist. Stromab des Luftbehandlungsaggregats 42 ist eine Luftfördereinrichtung 46 im Zweigkanal 26 angeordnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei nebeneinander angeordneten Ventilatoren oder Kompressoren besteht mit veränderbarer Drehzahl.In the branch channel 26, viewed in the direction of flow, is after the deflection point 34, the air treatment unit 42 is arranged. This can come from an air cooler, an air heater, an air humidifier or an air dryer, where any combinations of these devices are possible. For the sake of simplicity the air treatment unit 42 is shown in the drawing as an air cooler, which can be supplied with a cooling medium via connecting lines 44. Downstream of the air handling unit 42, an air conveying device 46 is arranged in the branch duct 26, which in the present case Embodiment of two fans or compressors arranged side by side exists with variable speed.
Während des siebs wird durch den Ventilator 22 ein Luftstrom durch den Luftzufuhrkanal 12 und die Meßkammer 10 im Kreislauf umgewälzt. Hierbei wird ein Teil der dem Ventilator 22 zugeführten Energie in Wärme umgewandelt und würde zu einer unerwünschten Temperatursteigerung des Luftstroms führen, es ist daher erforderlich, diesen zugeführten Wärmeanteil abzuführen. Hierzu wird durch entsprechende Einstellung der Zunge 40 ein Teilstrom vom Luftstrom abgezweigt und in den Zweigkanal 26 geleitet. Diesem Teilstrom wird durch das Luftbehandlungsaggregat 44 die zugeführte Wärme entzogen, d.h. der Luftstrom wird abgekühlt und an der Wiedervereinigungsstelle 32 dem Luftstrom wieder beigemischt, wobei der stromab angeordnete Ventilator 22 beide Luftströme innig durchmischt. Für die Ausbildung des Teilstroms im Zweigkanal 26 kann gegebenen- -falls noch die Luftfördereinrichtung 46 in Gang gesetzt werden, wobei diese bezüglich ihrer Förderleistung vorzugsweise veränderbar ist, zum Beispiel durch Änderung der Gebläsedrehzahl.During the sieve, an air flow is through the fan 22 the air supply channel 12 and the measuring chamber 10 in the Circulation circulated. Here, part of the energy supplied to the fan 22 is converted into heat and would lead to an undesirable increase in the temperature of the air flow, it it is therefore necessary to dissipate this added heat. This is done by appropriate setting of the tongue 40 branched off a partial flow of the air flow and passed into the branch channel 26. This partial flow is passed through the air treatment unit 44 the supplied heat is withdrawn, i.e. the air flow is cooled and at the reunification point 32 mixed in again with the air flow, with the downstream fan 22 both air currents are intimately mixed. For the formation of the partial flow in the branch duct 26, if necessary, the air conveyor 46 can also be set in motion, whereby this is preferably changeable with regard to its delivery rate, for example by changing the fan speed.
Eine andere Möglichkeit, die Durchströmung des Zweigkanals 26 beeinflussen zu können, besteht darin, im Hauptkanal 24 ein verstellbares Drosselorgan 48 anzuordnen. Dies könnte zum Beispiel aus jalousieartig nebeneinander angeordneten Klappen bestehen, die verstellbar sind und somit den Strömungsquerschnitt im Hauptkanal 24 verengen können. Anstelle der Anwendung eines Drosselorgans 48 könnten auch die Leitbleche 36 im Hauptkanal 24 im Bereich der Umlenkung 34 verstellbar gemacht und somit als Drosselorgan eingesetzt werden.Another possibility of influencing the flow through the branch channel 26 to be able to, consists in arranging an adjustable throttle member 48 in the main channel 24. This could, for example, consist of flaps arranged next to each other in the manner of louvers, which are adjustable and thus narrow the flow cross-section in the main channel 24 can. Instead of using a throttle element 48, the guide plates could also be used 36 made adjustable in the main channel 24 in the area of the deflection 34 and thus as Throttle body are used.
Die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Strömung im Zweigkanal können sowohl einzeln als auch je nach Anwendungsfall oder betrieblicher Gegebenheit in beliebiger Kombination Anwendung finden.The possibilities for influencing the flow in the branch channel can both individually and depending on the application or operational situation in any combination can be used.
Da im Zweigkanal nur ein Teil der umlaufenden Luft einer Luftaufbereitung unterworfen wird, muß das Ausmaß dieser Luftbehandlung so weit getrieben werden, daß sich nach der Wiedervereinigungsstelle 32 der gewünschte Zustand des Luftsroms, welcher der Meßkammer 10 zugeführt wird, durch Beimischung des Teilstroms ergibt.Because in the branch duct only part of the circulating air of an air treatment is subjected, the extent of this air treatment must be taken so far, that after the reunification point 32 the desired state of the air flow, which is supplied to the measuring chamber 10, results by admixing the partial flow.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803007950 DE3007950A1 (en) | 1980-03-01 | 1980-03-01 | Wind tunnel with low power air conditioner - operating in branch channel with slower flow than main feed, and enabling heating, cooling, humidifying and drying functions |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19803007950 DE3007950A1 (en) | 1980-03-01 | 1980-03-01 | Wind tunnel with low power air conditioner - operating in branch channel with slower flow than main feed, and enabling heating, cooling, humidifying and drying functions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3007950A1 true DE3007950A1 (en) | 1981-09-10 |
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ID=6096037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19803007950 Ceased DE3007950A1 (en) | 1980-03-01 | 1980-03-01 | Wind tunnel with low power air conditioner - operating in branch channel with slower flow than main feed, and enabling heating, cooling, humidifying and drying functions |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE3007950A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3514437A1 (en) * | 1985-04-20 | 1986-10-23 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn | Cryo wind tunnel |
| DE102010060929A1 (en) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Aero-acoustic wind tunnel has fan that is arranged in closed current return tube in which free cross-sectional area is suddenly changed according to specific amount of change in outer periphery of free cross-sectional area |
| CN103776122A (en) * | 2013-12-06 | 2014-05-07 | 武汉航空仪表有限责任公司 | Ice wind tunnel humidity control method and special humidification system thereof |
| US11707689B2 (en) | 2018-11-16 | 2023-07-25 | Ifly Holdings, Llc | Recirculating vertical wind tunnel |
-
1980
- 1980-03-01 DE DE19803007950 patent/DE3007950A1/en not_active Ceased
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