Untersuchung der Defocusing Particle Tracking Methode am Beispiel eines Radialventilators

Ein Prüfstand für einen Niederdruck-Radialventilator mit Spiralgehäuse wurde zur Validierung von CFD-Simulationen bei Teil- und Überlastbetriebspunkten entwickelt. Die Messung des Strömungsfeldes erfolgt hierbei prüfstandbedingt mit einer Ein-Kamera-PIV-Technik (2D2C-PIV), um Hinterschneidungen zu vermeiden. Sie lässt lediglich die Ermittlung zwei Geschwindigkeitskomponenten der Strömung zu. Zum tiefgreifenderen Verständnis der beobachteten Strömungsphänomene und insbesondere zur Validierung der Simulationen ist hingegen die dritte Strömungskomponente von Interesse. Bei der sog. „Defocusing Particle Tracking Velocimetry“ (DPTV) Methode wird der Fokuspunkt gezielt aus der Objektebene verschoben, sodass Partikel als Kreise auf der Bildebene erscheinen. Durch den unterschiedlichen Abstand der Partikel innerhalb des Lichtschnitts vom Fokuspunkt der Kamera ist deren Ortsinformation im Kreisdurchmesser kodiert. Bisher wurde diese Methode nur für kleinskalige Strömungsprobleme (μPIV) entwickelt, da hier die Lichtschnittdicke in der Größenordnung der Tiefendimension des Strömungsgebiets liegt. Am bestehenden PIV-Ventilatorenprüfstand werden verschiedene DPTV-Experimente durchgeführt, um die Skalierbarkeit der Methode auf die vorliegenden Größenordnungen zu testen.