Untersuchung der Winkelabhängigkeit von Kielsonden (Temperaturmessung)

Kielsonden werden für die Messung von Totaldruck und Totaltemperatur in Strömungen mit stark variierenden Anströmwinkeln verwendet. Ihre geometrische Ausführung ermöglicht dabei einen breiten Anströmwinkelbereich, in dem eine vergleichbare An- bzw. Umströmung der Messsonde im Inneren der Kielsonde gewährleistet werden soll.

Um im Betrieb mit einer Kielsonde zur Temperaturmessung verlässlich die Totaltemperatur bestimmen zu können, sind Kenntnisse über den Recovery Factor notwendig. Dieser stellt den Zusammenhang zwischen gemessener und Totaltemperatur her, hängt jedoch maßgeblich vom Strömungszustand an der Sonde ab. Für den Projektpartner Siemens ist es deshalb von entscheidender Bedeutung, die Abhängigkeit des Recovery Factors von Anströmwinkel und Machzahl zu kennen.

Die Messungen wurden am Kalibrationskanal der Technischen Universität Darmstadt durchgeführt. Über einen Flügelzellenverdichter wird der notwendige Luftmassenstrom bereitgestellt wodurch es möglich ist, eine konstante Machzahl (bis Ma=1) bei konstanter Temperatur einzustellen. Im Zuge des Projekts wurde dabei sowohl eine angepasste Düsengeometrie gefertigt, die die geforderten Zuströmbedingungen ermöglicht, als auch eine eigene Sondentraversiereinheit entwickelt. Diese ermöglicht es, sowohl den Gier- als auch den Nickwinkel bei konstanter Sondenkopfposition zu variieren, um so das gewünschte Messraster abzufahren.