Partikelbildvelozimetrie: Messung von Strömungsgeschwindigkeiten

Was ist Partikelbildvelozimetrie?

Die Partikelbildvelozimetrie (PIV) ist eine optische Messtechnik, die zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeiten in Flüssigkeiten oder Gasen eingesetzt wird. Dabei werden winzige Partikel in die Strömung eingebracht und mit einem Laser beleuchtet. Die von den Partikeln reflektierten Lichtstrahlen werden von einer Kamera erfasst und ausgewertet. Aus der Verschiebung der Partikel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen lassen sich Geschwindigkeitsvektoren ableiten.

Wie funktioniert die Messung von Strömungsgeschwindigkeiten?

Zur Durchführung der Messung werden die Partikel zunächst gleichmäßig in die Strömung eingebracht. Anschließend wird die Strömung mit einem Laser beleuchtet und die reflektierten Lichtstrahlen von einer Kamera aufgenommen. Die Kamera erstellt eine Bildsequenz, aus der mittels spezieller Software die Geschwindigkeitsvektoren der Partikel berechnet werden. Aus den Geschwindigkeitsvektoren lässt sich dann die Strömungsgeschwindigkeit ableiten.

Anwendungen von Partikelbildvelozimetrie

Die PIV-Technik findet Anwendung in vielen Bereichen, in denen Strömungen eine wichtige Rolle spielen. So kann sie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, um die Strömung um Flugzeuge oder Raketen zu analysieren. Auch in der Automobilindustrie wird die PIV-Technik genutzt, um die Strömung um Fahrzeuge oder Bauteile zu untersuchen. Weiterhin findet die PIV-Technik in der Medizin Anwendung, um beispielsweise die Strömung im Blut zu untersuchen.

Beispiel: Einsatz von Partikelbildvelozimetrie in der Luftfahrt

In der Luftfahrt wird die PIV-Technik eingesetzt, um die Strömung um Flugzeuge zu untersuchen. Dies ist insbesondere im Bereich der Aerodynamik von großer Bedeutung. Durch die Analyse der Strömung können beispielsweise Turbulenzen ausgemacht und reduziert werden. Dies führt zu einer höheren Effizienz und einem geringeren Treibstoffverbrauch. Auch bei der Entwicklung von Flugzeugen und Triebwerken wird die PIV-Technik genutzt, um die Aerodynamik zu optimieren und so bessere Leistungen zu erzielen.