Echtzeitholographische Untersuchungen einer oszillierenden Strömung von feuchter Luft in einer Lavaldüse

In der vorliegenden Arbeit wurde eine durch homogene Kondensation In feuchter Luft bei überkritischer Wärmezufuhr oszlllierende Überschall- düsenströmung theoretisch und experimentell untersucht. Dazu wurden mit Hllfe eines echtzeitholographischen Versuchsaufbaus Inter- ferogramme zeitlich veränderlicher Strömungsfelder in einem kontinuler- lich arbeitenden Absaugwindkanal erstellt und mit einer Hochgeschwin- digkeitskamera aufgezeichnet.

Mit der sich anschließenden numerischen Auswertung der Interfero- gramme wurden für verschiedene Strömungszustände zeitllch variierende Dichteverläufe erhalten, und es konnte das Entstehen und Wandern von StoBwellen entgegen der Strömungsrichtung untersucht werden. Mit den zeitllchen Dichteverläufen und durch die Einführung einer StoB- wellenstärke lst es möglich, nicht nur Aussagen über dle Frequenz. sondern erstmals zusätzllch auch Aussagen über die Amplitude der oszillierenden StoBwellen zu machen.

Es kann festgestellt werden, daB die Höhe der Anfangsfeuchte des Reservoirs den gröBten EinfluB auf die Frequenz der oszillierenden Strömung hat. AuBerdem zeigen dle eigenen Experimente, daB eine hohe Luftfeuchte die Kondensatlon in Richtung zum engsten Querschnitt verschlebt, und damit die Laufstrecken der StoBwellen kleiner werden.

Für alle Düsenkonturen und genügend hohen Feuchtegrade ist das plötzliche Entstehen einer StoBwelle mit maximaler Amplitude und die relativ langsame Abschwächung bei der Wanderung in Richtung zum engsten Querschnltt, bis zum Ort der Auflösung kurz vor dem Erreichen des engsten Querschnittes, charakteristisch.