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ss20:mini-tornado [2023/01/19 00:01] – [Ergebnisse] derfelixx | ss20:mini-tornado [2023/01/19 00:07] (aktuell) – [Durchführung] derfelixx | ||
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In einem miniaturisierten Modell ist die Corioliskraft aufgrund der kleinen Strömungsgeschwindigkeit und geringen Masse der strömenden Luft sehr klein und kann gegenüber weiteren Umgebungsfluktuationen vernachlässigt werden. | In einem miniaturisierten Modell ist die Corioliskraft aufgrund der kleinen Strömungsgeschwindigkeit und geringen Masse der strömenden Luft sehr klein und kann gegenüber weiteren Umgebungsfluktuationen vernachlässigt werden. | ||
Der Kern des Aufbaus ist ein Tubus, aus dem mit einem Propeller Luft heraus gesaugt wird, wodurch ein Unterdruck im Tubus entsteht. Der Propeller bewerkstelligt außerdem über viskose Reibung ein Drehmoment, das die Luft im Tubus um seine zentrale vertikale Achse rotieren lässt. Dadurch bildet sich die nach außen wirkende [[https:// | Der Kern des Aufbaus ist ein Tubus, aus dem mit einem Propeller Luft heraus gesaugt wird, wodurch ein Unterdruck im Tubus entsteht. Der Propeller bewerkstelligt außerdem über viskose Reibung ein Drehmoment, das die Luft im Tubus um seine zentrale vertikale Achse rotieren lässt. Dadurch bildet sich die nach außen wirkende [[https:// | ||
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===== Aufbau ===== | ===== Aufbau ===== | ||
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Unser Prototyp der Tornado-Röhre besteht aus einer $5mm$-dicken Plexiglas-Folie, | Unser Prototyp der Tornado-Röhre besteht aus einer $5mm$-dicken Plexiglas-Folie, | ||
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Durch den unteren Deckel des Tubus' wird mittig ein Schlauch geführt, der mit einem Nebelreservoir (R) verbunden ist. Als Reservoir dient ein 5l-Plastikkanister, | Durch den unteren Deckel des Tubus' wird mittig ein Schlauch geführt, der mit einem Nebelreservoir (R) verbunden ist. Als Reservoir dient ein 5l-Plastikkanister, | ||
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Der Tornado-Aufbau wird in einem geschlossenen Raum aufgebaut, um externe Luftzirkulationen zu minimieren. Über das Potentiometer kann nun eine Drehgeschwindigkeit zwischen Minimal- und Maximalgeschwindigkeit des Lüfters eingestellt werden, die über das periodische Output-Signal des Lüfters auf dem Oszilloskop präzise reproduziert werden kann. Nach einer Anlaufphase von ca. einer halben Minute hat sich das System weitestgehend stabilisiert und es kann Nebel in das Reservoir eingeführt werden, der in den Wirbelkanal gesogen wird. Über eine seitliche Beleuchtung kann der Kontrast des Rauchs zum Hintergrund erhöht werden. Durch Zukleben der auf der Mantelfläche befindlichen Löcher wird die gesamte Einströmfläche variiert. Für verschiedene Variationen von gesamter Einströmfläche und Drehgeschwindigkeit des Rotors kann nun die Tornado-Konsistenz objektiv beurteilt werden. Dabei richtet sich die Beurteilung nach der Stabilität des Tornados während eines Füllzyklus', | Der Tornado-Aufbau wird in einem geschlossenen Raum aufgebaut, um externe Luftzirkulationen zu minimieren. Über das Potentiometer kann nun eine Drehgeschwindigkeit zwischen Minimal- und Maximalgeschwindigkeit des Lüfters eingestellt werden, die über das periodische Output-Signal des Lüfters auf dem Oszilloskop präzise reproduziert werden kann. Nach einer Anlaufphase von ca. einer halben Minute hat sich das System weitestgehend stabilisiert und es kann Nebel in das Reservoir eingeführt werden, der in den Wirbelkanal gesogen wird. Über eine seitliche Beleuchtung kann der Kontrast des Rauchs zum Hintergrund erhöht werden. Durch Zukleben der auf der Mantelfläche befindlichen Löcher wird die gesamte Einströmfläche variiert. Für verschiedene Variationen von gesamter Einströmfläche und Drehgeschwindigkeit des Rotors kann nun die Tornado-Konsistenz objektiv beurteilt werden. Dabei richtet sich die Beurteilung nach der Stabilität des Tornados während eines Füllzyklus', |