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Luftführung

Das Gebläse mit einem Durchmesser von 3,55 m und einer Leistung von 1300 kW fördert die Luft über den langen Diffusor zum Wärmeübertrager (Stirnfläche 36 m²).

Windkanalgebläse	Luftführung des Modine Europe Klimawindkanals

Von dort gelangt die Luft über zwei beschaufelte Umlenkecken in die große Vorkammer (Querschnitt 6 x 6 m) wird in der Düse beschleunigt und tritt mit bis zu 265 km/h in die Messtrecke ein, Umströmt dann den Prüfling und wird vom Kollektor aufgefangen. Über zwei ebenfalls beschaufelte Umlenkecken wird die Luft wieder dem Gebläse zugeführt. Die Beschauflung der unteren Umlenkecke ist in zwei Hälften geteilt, die seitlich aus dem Luftstrom herausgefahren werden können und so die Zufahrt zur Messtrecke freigeben.

Düse

Neben der erreichbaren Windgeschwindigkeit ist der Stahlquerschnitt, dessen Größe und Form, die wichtigste Kenngröße eines Windkanals. Sie bestimmt

• die Abmessungen des gesamten Kanals und damit das zu investierende Kapital, sowie
• die Antriebsleistung des Gebläses und damit einen wesentlichen Teil der laufenden Betriebskosten.

Der Stahlquerschnitt soll nicht größer sein, als unbedingt erforderlich, aber natürlich groß genug, um eine möglichst wirklichkeitsnahe Umströmung des Prüflings zu ermöglichen. Wiederholt durchgeführte Vergleichsmessungen haben ergeben, dass man in einem Klimawindkanal ein relativ großes Versperrungsverhältnis zulassen kann. Dabei ist das Versperrungsverhältnis j definiert als das Verhältnis der Stirnfläche des Prüflings, A_Prüfling, zur Austrittsfläche der Düse, A_Düse, also j = A_Prüfling/ A_Düse.

Ein Wert von j = 0,3 bis 0,4 hat sich als ausreichend erwiesen. Es hat sich gezeigt, dass damit die Umströmung des Vorderwagens noch immer recht gut und die der Kabine ausreichend mit derjenigen auf der Straße – oder eines großen Aerodynamikwindkanals – übereinstimmt. Der Austrittsquerschnitt der Düse des Kanals von Modine wurde zu A_Düse = 4,7 m² (2,3 x 2,05 m) festgelegt. Für einen Pkw mit einer Stirnfläche von A_Prüfling = 2,0 m² ergibt sich damit eine Versperrung von j = 0,42.

Um auch Schwerlastwagen und Reisebusse untersuchen zu können, kann ein Düsenquerschnitt von 12 m2 als ausreichend angesehen werden. Um diese beiden stark unterschiedlichen Düsenquerschnitte in ein und demselben Kanal zu realisieren, wurde der Klimawindkanal von Modine mit einer „Tandemdüse“ ausgerüstet. Sie ist in Bild 3 skizziert. Diese Düse ist aus zwei hintereinander angeordneten Düsen zusammengesetzt – daher der Name „Tandemdüse“.

PKW Düse (Tandemdüse)	LKW Düse

Steht ein Pkw in der Messtrecke, so werden beide Düsen hintereinander geschaltet. Bei einem Austrittsquerschnitt von 4,7 m² werden in der Spitze 265 km/h erreicht. Wird ein Nutzfahrzeug untersucht, so wird der zweite Teil der Düse aus dem Kanal herausgefahren, und der Luftstrom wird in einem Kanal geführt, der aus zwei von der Seite hereinklappbaren Segmenten gebildet wird. In dieser Konfiguration mit einem Querschnitt von 12 m² wird eine Windgeschwindigkeit von 130 km/h erreicht.

Der große Vorteil der Tandemdüse besteht darin, dass der Windkanalstrahl bei beiden Austrittsquerschnitten an das Seitenverhältnis Breite zu Höhe der Fahrzeugart angepasst und kompromisslos eine optimale Geschwindigkeitsverteilung im Strahlquerschnitt erreicht wird. Dadurch wird die Umströmung der Nutzfahrzeuge erheblich verbessert, ohne dass bei derjenigen von Pkw Abstriche in Kauf genommen werden müssen.