Optische Strömungsmesstechnik - Teil 3

22 April 2026, Markus Leitner

Visualisierung einer Turbinenströmung mit Farbstoffen

Aufbau des Flachbettwasserkanals zur Strömungsuntersuchung auf Folie 4

Grenzschichtablösung durch Druckanstieg stromaufwärts - Siese Grenzschicht Geschwindigkeitsprofile auf Folie 7
Die Wandschubspannung beim Zeitpunkt der Ablösung beträgt null, könnte damit also gemessen werden.
Wir wollen diesen Punkt visualisieren

Es wird eine Farbe in die Anströmung und eine andere Farbe über Bohrungen in den Grenzschichtbereich eingebracht, sodass die Ablöselinie sich herausbilden kann (Bild aus dem Experiment Folie 9) Dabei muss die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Druck der eingebrachten Farbe dem der Strömung entsprechen. Bei der Grenzschicht ist ein geringer Überdruck nötig um die Farbe überhaupt einbringen zu können (Strömungsgeschwindigkeit an der Wand ist 0)
Der Winkel der Einbringung sollte senkrecht zur Wand (üblich) oder mit der Strömungsrichtung sein

Mögliche Visualisierungsmethoden

• Farbe wird mittels feiner Röhrchen in die Strömung eingeleitet
• Farbe tritt mit geringem Überdruck aus der Modelloberfläche aus (Wandbohrungen)
• Farbe wird auf die Modelloberfläche aufgetragen (Wandspuren)

Visualisierung im Ringgitter Wasserkanal

• Sekundärströmungen aufgrund des radialen Druckgradienten sind zusätzlich erfassbar
• Eine komplette Turbinenstufe kann untersucht werden
• Ein Aufwändiger Umbau ist bei neuen Messstrecken notwendig
• Schwieriger Zugang zur Strömung
• Farbeinbringungen vorwiegend über Wanddruckbohrungen