Hitzdrahtmessungen in Freien Grenzschichten

Abstract

Geschwindigkeitsmessungen in Gasen und Flüssigkeiten können prinzipiell nach zwei Methoden vorgenommen werden: 1) Durch Druckmessungen mit dem Prandtlschen Staurohr und 2) Durch Bestimmung des Wärmeverlustes, den ein elektrisch erwärmter Körper durch die Strömung erfährt. Für den Fall, daβ die Strömungsvorgänge quasistationär sind, können beide Methoden mit gleichem Erfolg verwendet werden. Anders sind die Verhältnisse, wenn kurzzeitige Geschwindigkeitsschwankungen vorherrschen, deren Gröβe und Richtung bestimmt werden sollen. Hier gibt allein die Hitzdrahtmeβtechnik die Möglichkeit, infolge der Trägheitslosigkeit des Hitzdrahtes, Messungen vorzunehmen. Bei dieser Methode wird der elektrische Widerstand eines extrem kurzen und dünnen Drahts, l = 1–5 mm, d = 2,5–15 μ, als Maβ für die Luftgeschwindigkeit benutzt.

Die ersten meβtechnischen Untersuchungen und eine mathematische Behandlung des Wärmeüberganges eines angeblasenen Hitzdrahtes wurden von L.V.King [1] 1912 vorgenommen. Er erkennt, daβ für den stationären Fall die pro Zeiteinheit abgeführte Wärmemenge eine Funktion der Strömungsge-schwindigkeit, der Temperatur des aufgeheizten Drahtes und der Temperatur des Drahtes ohne Heizung (Raumtemperatur) sein muβ, wobei die Bestimmung der Temperatur des Drahtes durch die Wheatstonesche Brückenschaltung in eine Widerstandsmessung umgewandelt werden kann.