Strömungsvisualisierung leicht gemacht

- 3D-Ansicht des Modellwindkanals
Windkanäle für Forschungseinrichtungen sind in der Regel groß und teuer. Für Lehr- und Demonstrationszwecke sind sie daher nur bedingt geeignet. Um die grundlegenden Prinzipien der Aerodynamik und der experimentellen Windkanaltechnik zu verdeutlichen, bietet SMART BLADE einen kleinen, mobilen und leisen Modellwindkanal. Er spricht damit Schulen und Universitäten an, die Ihren Unterricht durch praktische Arbeit am Windkanal bereichern wollen. Der Kanal funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein großer Windkanal und besteht aus den selben Elementen.
Der Kanal Göttinger-Bauart dient in erster Linie zur Strömungsvisualisierung. Dazu wird mit Hilfe eines Ultraschallzerstäubers ein Wassernebel im Kanal erzeugt, aus dem durch ein Heizgitter Stromlinien "herausgeschnitten" werden. Durch die Erzeugung eines Lichtschnittes (mittels LED-Leisten) kann die Umströmung verschiedener Körper sichtbar gemacht werden. Der Kanal ist ebenfalls mit einer Servo-Einheit ausgestattet, mit der man den Anstellwinkel des Profils verändern kann, um so Ablöseeffekte sichtbar zu machen.

- Schnitt durch das Windkanalmodell und Geschwindigkeitsfeld aus einer CFD Simulation
Axiallüfter
Um die Strömung im Kanal zu beschleunigen wird ein Axiallüfter mit 100W (24V) verwendet. Der Lüfter arbeitet sehr leise und turbulenzarm. Über eine elektronische Drehzahlregelung (0-2750 min-1) kann die gewünschte Geschwindigkeit fein reguliert werden. Dies ist Notwendig um die geringen Geschwindigkeiten für die Strömungsvisualisierung zu erzielen. Die maximale Geschwindigkeit beträgt ca. 10m/s.

- Isometrischer Freischnitt des Axiallüfters mit Düse und Diffuser.
Messstrecke
Die Messstrecke des Windkanals besitzt eine große Öffnung, die einen einfachen Zugang zum Modell ermöglicht. Die Innenseite der Teststrecke ist mit schwarzer, nicht reflektierender Folie ausgestattet um einen guten Kontrast zu gewährleisten. Die Öffnung kann mit einem Sichtglas geschlossen werden.
Der Kanal wird mit zwei Testflügeln geliefert. Auf Wunsch können auch andere Formen bereitgestellt werden. Diese werden aus leichtem Plattenwerkstoff gefräst. Die Testkörper werden auf eine drehbare Halterung aufgesteckt und ein Modellwechsel erfolgt durch wenige Handgriffe. Über eine Servo-Einheit kann außerdem der Anstellwinkel des Testflügels verstellt werden.

- Teststrecke des Windkanals mit Heizgitter und Modellflügel
Strömungsvisualisierung & Experimente
Der Modellwindkanal ist aufgrund seiner niedrigen Turbulenz bestens zur Strömungsvisualisierung geeignet. Der Einsatz von Wassernebel bietet darüber hinaus viele Vorteile gegenüber der klassischen Visualisierung mit Rauch. Mit dem Kanal lassen sich folgende Phänomene der Aerodynamik sichtbar machen:
- Ablenkung der Stromlinien
- Ablöseeffekte
- Rückströmung und Zirkulation im Ablösegebiet
- Wirbelgeneration bei Vorderkantenablösung
- Laminare Ablöung
- Kármánsche Wirbelstraße
- Düsen- und Diffusereffekte
- Umströmung von beliebiger Körperformen (Fahrzeuge)
- NACA 4412 Profil bei hohen negativen Anstellwinkeln. Man beachte die sich ablösenden Wirbelstrukturen auf der Druckseite und an der Hinterkante

- Visualisierung der Kármánschen Wirbelstraße
Strömungsvisualisierung von SMART BLADE GmbH auf Vimeo.
Technische Details
- Maximale Strahlgeschwindigkeit: 10m/s
- Strahlgeschwindigkeit für Visualisierung: 1m/s
- Abmessung des Windkanals auf Gestell: l=2.7m, h=1.8m, w=0.7m
- Abmessung der Teststrecke: l=0.8m, h=0.4m, w=0.2m
- Gesamtgewicht (ca.): 100kg
- maximale Leistungsaufnahme: 300 W
- Niederspannung aller Geräte: max. 24V
- Wasserverbrauch (ca.): 400ml/h
In Entwicklung
Um die Einsatzmöglichkeiten des Kanals noch weiter auszubauen, arbeiten wir an der Entwicklung einer Kraftmesswaage und einem Magnuseffekt-Demonstrator. Wir erwägen ebenfalls den Einsatz eines Lasers zur Erzeugung des Lichtschnitts.
Erfahren Sie mehr
Für mehr Informationen zu unserem Windkanal wie Lieferzeit und Preisanfragen kontaktieren Sie uns einfach: info[at]smart-blade.com


