Experimentelle Untersuchung der Einfüsse auf LDA-Messungen

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung verschiedener Einflüsse auf die Messergebnisse der Laser-Doppler-Anemometrie (LDA). Die LDA ist ein berührungsloses optisches Geschwindigkeitsmessverfahren, welches punktuelle Messwerte der Geschwindigkeitskomponenten einer Fluidströmung liefert. Hierfür wird ein Radialpumpen-Prüfstand umgebaut, um an diesem mittels Versuchen die Einflüsse untersuchen zu können. Diese Diplomarbeit setzt sich aus mehreren Abschnitten zusammen. Es werden die Funktionsweise von LDA-Systemen und die Theorie der verschiedenen Einflüsse auf die Messergebnisse erklärt. Weiters wird der Aufbau des Prüfstandes und die verwendete Messtechnik beschrieben. Besonderes Augenmerk liegt auf der Messfenstergeometrie, der Einblasung und der Art der Seedings sowie den Einstellungen des LDA-Systems. Abschließend werden die Messergebnisse der Versuche, die am Prüfstand durchgeführt wurden, in Diagrammen anschaulich dargestellt und Interpretiert. Das Ziel dieser Arbeit ist, den besten Versuchsaufbau für zukünftige LDA-Messungen im Hydrodynamischen Labor des Instituts für Thermodynamik und Energietechnik (E302) der TU Wien zu finden.

This thesis deals with the investigation of various influence parameters on the Laser Doppler velocimetry (LDV), also known as Laser Doppler Anemometry (LDA), through experiments. The LDV is a non-contact velocity measurement method. Measurement with LDA is absolute and requires no pre-calibration. It uses the Dopler-shift of a laser beam caused by a bypassing particle in a transparent fluid flow. For the investigation of these influences it was nessesary to convert a testing-rig for centrifugal pumps at the Hydrodynamic Laboratory of the Institut for Energy Systems and Thermodynamics (IET). This thesis is divided into several chapters. The first chapter contains theoretical basics about LDV, centrifugal pumps and the different influences on the measurement-data followed by a description of the testing-rig and the measurment equipment, focused on the geoemtry of the transparent measurment windows, the insufflation of the seed particles and the settings of the used LDV-system. Finally the obtained measurement-data is presented in diagrams and interpreted accordingly. Aim of this thesis is to find the best setup for future measurements with LDV at the Hydrodynamic Laboratory.