Unter Schwerelosigkeit werden vor allem die Kapillarkräfte zum Fördern und Positionieren von Flüssigkeiten benutzt. Unter diesen Bedingungen sorgt die Erdbeschleunigung im Gegensatz zu den Bedingungen auf der Erde nicht mehr für eine eindeutige Lage der Flüssigkeitsoberfläche. Die Kapillarkräfte, deren Wirkung auf der Erde auf kleine Abmessungen der Größenordnung von einigen Millimetern beschränkt ist, können unter Schwerelosigkeit über Entfernungen von Metern die freie Oberfläche beeinflussen. Dies ist nicht nur von wissenschaftlichem Interesse, sondern findet beispielsweise zur Flüssigkeitsförderung in Treibstofftanks eine direkte Anwendung. Die Autoren berichten über die ersten LDA Messungen im Weltraum an einem offenen Kapillarkanal mit dem am ZARM entwickelten miniaturisierten LDA-System. Im Dezember 2004 wurde auf einer TEXUS Sounding Rocket Mission erfolgreich ein LDA-System eingesetzt, um eine Flüssigkeitsströmung zwischen zwei parallelen Platten zu untersuchen. Bei dieser offenen Kapillarströmung bildet sich auf den beiden Seiten zwischen den 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 Stoffeigenschaften der verwendeten Flüssigkeit ab. Mittels eines wellenlängenselektiven Spiegels konnten bei dem verwendeten Experimentaufbau gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit in der Kanalmitte mittels LDA als auch die Strömung und ihre freien Oberflächen mit einer CCD-Kamera beobachtet und quantitativ vermessen werden. In unserem Beitrag wollen wir das Experiment sowie die erzielten Ergebnisse, wie auch die speziellen Anforderungen des am ZARM entwickelten LDA Systems vorstellen.


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    Titel :

    Einsatz miniaturisierter Laser Doppler Anemometer zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit in offenen Kapillarkanälen unter Weltraumbedinungen


    Weitere Titelangaben:

    Application of miniature laser Doppler anemometers for the determination of the flow rate in open capillaries under space conditions


    Beteiligte:
    Fechtmann, C. (Autor:in) / Rosendahl, U. (Autor:in) / Dreyer, M. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2005


    Format / Umfang :

    8 Seiten, 8 Bilder, 3 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch