Die Wirbelsenkenströmung eines kompressiblen Mediums

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wird die Wirbelsenkenströmung eines kompressiblen Mediums untersucht. Von besonderem Interesse sind hierbei der Ort des Schalldurchganges in dieser Strömung und die Größe der Geschwindigkeitskomponenten am engsten Strömungsquerschnitt.

Im Experiment werden je nach Wirbel- oder Senkenstärke zwei verschiedene Bereiche beobachtet. Für Drallwinkel α _a , die kleiner als 30 und größer als 68 sind -gemessen gegen die radiale Richtung- verläuft die Strömung stationär. Für diesen Fall liegt der experimentell bestimmte Ort des Schalldurchganges stromauf vom geometrisch engsten Querschnitt der Wirbelsenke, wie dies die Theorie vorhersagt. Im Bereich zwischen 30°<α_a<68 wird die Strömung instationär mit Oszillationsfrequenzen zwischen 800 und 3200 Hz. Der Grund für diese Instationarität wird ebenfalls untersucht.

Summary

In this paper the sink-vortex flow of a compressible fluid is investigated. Of special interest are the location of the sonic line in this flow and the velocity components at the place of the minimum flow cross-section. According to the strength of the sink and vortex two distinguished sections are experimentally observed. For flow directions of 30° >α_a > 68° -relative to the radial direction- the flow field is steady. In this case the measured location of the sonic line is upstream of the geometrical minimum cross-section as predicted by theory. In the range of 30°<α_a <68° the flow becomes unsteady with Oszillation frequencies between 800 and 3200 Hz. The reason for this unsteady phase is also investigated.