Erfassung schneller Verdampfungs- und Kondensationsprozesse mit dem Gittersensor, Seminar Druckstöße

Speziell für die Druckstoßuntersuchungen an der Druckstoß-Versuchsanlage von Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen wurde vom Forschungszentrum Rossendorf ein Gittersensor zur schnellen Visualisierung der Verdampfungs- und Kondensationsvorgänge hinter einer schnellschließenden Armatur entwickelt. Er basiert auf der Messung der momentanen örtlichen elektrischen Leitfähigkeit des Zweiphasengemischs. Die Zeitauflösung des Geräts beträgt 1024 Messungen in der Sekunde. Der Sensor besteht aus zwei dicht hintereinander angeordneten Elektrodengittern mit jeweils 16 Elektroden. Die Messung erfolgt an den Kreuzungspunkten der Elektroden, d.h. an 16 x 16 Meßpunkten, die gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Strömungskanals verteilt sind. Der Sensor ist in zwei Ausführungen verfügbar: (1) als Drahtgittersensor für Laboranwendungen und (2) als "schwerer" Sensor mit verstärkten Elektrodenstäbchen für höhere strömungsmechanische Belastungen. Letzterer wurde bei einer Vielzahl von Experimenten in Oberhausen erfolgreich eingesetzt. Eines der Ergebnisse ist ein neuartiges Verfahren zur Verhinderung des Kaviattionsschlages hinter einer Schnellschlußklappe. Durch Anordnung einer Hilfsarmatur hinter der eigentlichen Absperrarmatur ist eine Schnellabsperrung der Rohrleitung ohne Kavitationsschläge möglich. Der Einsatz von Rückschlagklappen stellt hierbei eine kostengünstige Variante dar. Um sekundäre Kavitationsschläge zu vermeiden, muß der Abstand zwischen Absperr- und Hilfsarmatur ausreichend bemessen sein. Die Hilfsarmatur muß einen möglichst geringen Druckverlust aufweisen. Durch geeignete technische oder organisatorische Maßnahmen muß sichergestellt werden, daß die Absperrarmatur nicht oder nur hinreichend langsam geöffnet werden kann, solange zwischen Absperr- und Hilfsarmatur eine Kavitationsblase eingeschlossen ist.