Die kapillare Kanalströmung ist eine Flüssigkeitsströmung zwischen zwei parallelen Platten, welche im Bodenversuch geschlossen und unter Mikrogravitationsbedingungen offen ist. Bei der offenen Kapillarströmung bildet sich auf den beiden Seiten der Platten eine freie Grenzfläche, deren Form beobachtet wird. Die Form dieser Grenzflächen, sowie die maximale Strömungsgeschwindigkeit bzw. der maximale Volumenstrom beim Kollaps der freien Oberfläche sind Gegenstand der aktuellen Forschung und hängen stark von der Geometrie des Kanals, sowie den Eigenschaften der verwendeten Flüssigkeit ab. Technische Anwendung finden diese als offene Kapillaren bezeichneten Kanäle beliebiger Geometrie beispielsweise in so genannten Oberflächenspannungs-Satellitentanks, Heat Pipes oder porösen Medien. Unter Mikrogravitation wirkt auf die freie Oberfläche des durchströmenden Fluids im Wesentlichen nur die Kapillarkraft. In Satellitentanks verwendet man diese kapillaren Steighilfen, um Treibstoff zu fördern, zu transportieren und zu positionieren. Da in einem Satelliten, aufgrund seiner Umlaufbahn um die Erde, die Gravitation größtenteils kompensiert ist, reicht der hydrostatische Druck allein nicht aus, um diese Aufgabe zu übernehmen. Der Beitrag berichtet über den geplanten Einsatz des am ZARM entwickelten miniaturisierten LDA-Systems an einem geschlossenen Kapillarkanal. Dabei sollen neben Geschwindigkeiten in der Kanalmitte auch Geschwindigkeitsprofile vermessen werden. Mittels eines wellenlängenselektiven Spiegels kann gleichzeitig mit den LDA-Messungen die hintergrundbeleuchtete Strömung (und ggf. die freie Oberfläche) mit einer CCD-Kamera beobachtet und bei der offen kapillaren Kanalströmung quantitativ vermessen werden.
Einsatz eines miniaturisierten Laser Doppler Anemometers zur Bestimmung der Geschwindigkeiten in geschlossenen und offenen Kapillarkanälen
2003
7 Seiten, 8 Bilder, 15 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Entwicklung von miniaturisierten Laser-Doppler-Optiken fuer Messungen in Motoren
Kraftfahrwesen | 1985
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