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Die Messung ~ der Geschwindigkeit bzw. des Mengenstromes langsam
strömender Flüssigkeiten oder Gase bereitet vielfach Schwierigkeiten, denn bei der
Verwendung von Staurohren - wird der Staudruck zu klein, während Blenden, Düsen
oder Venturirohre im Bereiche kleiner Reynoldsscher Zahlen einen stark geschwindigkeitsabhängigen
Durchflußbeiwert haben, also dort nicht ohne weiteres benutzbar sind. Dies trifft
auch bei der Verwendung von einfachen oder mehreren ineinandergeschachtelten Venturirohren
als sogenannte Staudruckmultiplikatoren zu. Diese konnten sich daher nur für die
Beobachtung schneller Strömungen, z. B. zur Messung von Flugzeuggeschwindigkeiten,
einbürgern. Auch Venturirohrermit innerhalb des engsten Querschnitts angeordnetem
Drosselschieher sind nur beschränkt brauchbar.
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Es wurde nun gefunden, daß man ein aus einem Venturirohr mit einem
zweiten, innerhalb des engsten Querschnittes des Venturirohres angeordneten Drosselgerät,
von welchem der zur Messung erforderliche Wirkdruck entnommen wird, bestehendes
Strömungsmeßgerät mit einem sehr günstigen und auch bis zu sehr kleinen Strömungsgeschwindigkeiten
bzw. Reynoldsschen Zahlen unveränder--lichen Durchflußbeiwert erhält, wenn man das
innere Drosselgerät als eine in bekannter Weise bei kleinen Reynoldsschen Zahlen
mit- gleichbleibendem Durchflußbeiwert behaftete Blende mit schwach kegeligem Einlauf
und stärker kegeligem Auslauf ausbildet und diese Blende an ihrem Ein- und Auslauf
mit einem Rohr zur Führung der Strömung versieht. Zweckmäßig wählt man die freie
Öffnung der Blende kleiner als die kleinste des schlanken Auslaufes und bemißt dessen
Eingangsöffnung, Kegelwinkel sowie seinen Abstand von der Blende so, daß die die
Blende verlassende Strömung sich möglichst störungsfrei in den schlanken Auslauf
einfügt. Die einzelnen Teile des Strömungsmeßgerätes brauchen nicht kreisförmige
Umrisse zu haben; es ist aber im allgemeinen zweckmäßig, wenn sie dem Querschnitt
des Rohres, in dem die Strömung zu messen ist, angepaßt sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung (Abb.
I und 2) beispielsweise schematisch dargestellt: a ist die Düse, b der schlanke
kegelige Auslauf (Diffusor) des Venturirohres, c die Blende, vor und hinter der
an den Stellen d und e Anbohrungen oder Ringspalte vorgesehen sind, zwischen denen
sich der der Messung dienende Wirkdruck einstellt. Die Blende mit schwach kegeligem
Einlauf und stärker kegeligem Auslauf ist in dem Rohr f angeordnet, das in den Auslauf
b hineinragt. Es sind auch andere Blendenformen, insbesondere solche mit anderen
Kegelwinkeln, brauchbar.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist in dem Blenden rohr eine
zusätzliche Düse mit schlankem Auslauf g angebracht.
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Die zweckmäßigsten Abmessungen und Lagen der einzelnen Teile lassen
sich durch einige Vorversuche leicht ermitteln. Man erhält mit Leichtigkeit z. B.
nach Abb. r Geräte, deren Durchflußbeiwert z. B, bei Messung in Leitungen von 300
mm lichter Weite mit Luft unter gewöhnlichen Bedingungen bis herab zu Geschwindigkeiten
von I m/sec völlig unveränderlich etwa 6 beträgt; d. h. der Wirkdruck zwischen den
Stellen d und e ist 6mal größer als der Staudruck der Strömung. Anordnungen nach
Abb. 2 ergeben mit Luft noch größere Beiwerte, z. B. 14 bis herab zu etwa 5 m/sec.
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Man kann die Geräte für Drosselmessungen verwenden, bei denen also
die gesamte strömende Flüssigkeits- oder Gasmenge durch sie hindurchgeleitet wird.
' Hierfür ist das Gerät nach Abb. 1 zufolge seiner äußeren Form geeignet. Sie können
aber auch. sehr vorteilhaft als Staugeräte dieiien, indem man ein verhältnismäßig
kleines Gerät in eine es völlig umspülende, gegebenenfalls praktisch unbegrenzte
Strömung eintauchen läßt. Zum Beispiel kann man mit derartigen Geräten leicht Strömungsfelder
um ruhende Körper abtasten, etwa diejenigen um Flugzeuge, Fahrzeuge oder Modelle
von solchen in freier Atmosphäre oder in Windkanälen. Die in Abb. 2 dargestellte
äußere Form des Gerätes ermöglicht eine solche Verwendung.
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Diese Möglichkeit besteht nicht bei einem bekannten düsenartigen
Stauorgan für Mengenmessung strömender Medien, bei dem die Innenfläche der Düse
die Maftelfläche eines Kegelstumpfes mit einem Öffnungswinkel von etwa IOO° darstellt,
denn der Kegelstumpf ist in dem Rohr, in dem das zu messende Medium strömt, fest
verankert und füllt dessen ganzen Querschnitt aus. Das Gerät nach Abb. I weist gegenüber
dieser bekannten Vorrichtung den Vorteil auf, daß der bleibende Druckverlust wesentlich
geringer ist.
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PATENTANSPRt,( tSE I. Drosselgeräteanordnung zum Messen strömender
Mengen mit bis zu sehr kleinen Reynoldsschen Zahlen unveränderlichem Durchflußbeiwert,
bestehend aus einem Venturirohr und einem zweiten innerhalb des engsten Ouerschnitts
des Venturirohres angeordneten Drosselgerät, von welchem der zur Messung erforderliche
Wirkdruck entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Drosselgerät aus
einer in bekannter Weise bei kleinen Revnoldsschen Zahlen mit gleichbleibendem Durchflußbeiwert
behafteten Blende mit schwach skegeligem Einlauf und stärker kegeligem Auslauf besteht
und daß diese Blende an ihrem Ein- und Auslauf ein Rohr zur Führung der Strömung
aufweist.