Anémomètre à température constante : Un outil pour étudier les écoulements dans la couche limite turbulente

1. Détermination dynamique de réponse du système de câble chaud

Le but de cette procédure est de comprendre à quelle vitesse le système d'anémomètre peut répondre aux changements de signal d'écoulement. Cette capacité est mesurée en mesurant la réponse de fréquence lorsque le signal s'allume et s'éteint en appliquant une onde carrée.

1. Fixer la sonde de fil chaud du système CTA à l'intérieur d'une soufflerie à l'aide d'un puits de soutien.
2. Configurez une alimentation DC, un générateur de signal et un oscilloscope et connectez-les comme le montre la figure 2(a). Le générateur de signal fournit une entrée d'onde carrée au pont Wheatstone, et la forme d'onde de sortie est visualisée sur l'oscilloscope.
3. Allumez l'alimentation à fil chaud, l'oscilloscope et le générateur de signal.
4. Configurez le générateur de signal pour produire une onde carrée avec une amplitude de 150 mV et une fréquence de 10 kHz.
5. Observez le signal de sortie dans l'oscilloscope pour vous assurer que la fréquence et l'amplitude des formes d'onde de sortie sont correctes.
6. Fermez la section d'essai et branchez le bâbord de série. Allumez la soufflerie et fixez la vitesse à 40 mi/h.
7. Une fois que le flux d'air se stabilise, mesurez la largeur de la remise des gaz, àpartir de l'oscilloscope. Voir La figure 3 pour la définition de l'adresse .
8. Utilisez la valeur mesurée de ' pour obtenir la fréquence de coupure du système de fil chaud à l'aide de l'équation: f_coupe 1/1.5.
9. Éteignez la soufflerie.

2. Calibrage à fil chaud

Le but de cette procédure est d'établir la corrélation entre la vitesse et le potentiel électrique du pont Wheatstone. Cela permet de mesurer la vitesse d'écoulement.

1. Ajustez la sonde à fil chaud à la position verticale de sorte qu'elle soit assez éloignée de la plaque plate, qui dans ce cas est le plancher de la soufflerie, de sorte qu'il est situé dans la région du cours d'eau libre.
2. Démarrer le logiciel de contrôle de la soufflerie.
3. Ouvrez le logiciel d'instrument virtuel et fixez la fréquence d'échantillonnage à 10 kHz et le nombre d'échantillons à 100 000. Ces paramètres sont déterminés par les caractéristiques de débit du champ d'écoulement à mesurer et peuvent varier en fonction de la connaissance des exigences de convergence des statistiques ciblées.
4. Fixez la vitesse de la soufflerie à 0 mi/h et enregistrez la tension sur le pont Wheatstone.
5. Augmentez la vitesse de l'air en tunnel éolien par des incréments de 3 mi/h jusqu'à 15 mi/h. Permettre au débit de se stabiliser à chaque vitesse d'air avant de mesurer la tension.
6. Augmentez la vitesse de l'air en tunnel éolien par incréments de 5 mi/h jusqu'à 60 mi/h, et mesurez la tension à chaque incrément.
7. Lorsque toutes les mesures sont terminées, réduire le débit d'air à 30 mi/h, puis éteindre la soufflerie.

Figure 3. Schéma tique pour la largeur du dépassement du signal, comme on l'a observé sur un oscilloscope lors d'un essai d'onde carrée.

3. Enquête sur les couches de délimitation

1. En utilisant la même configuration que dans la section expérimentale précédente, abaissez lentement la sonde à fil chaud jusqu'à ce qu'elle touche le plancher de la section d'essai, qui agira comme une plaque plate.
2. Allumez la soufflerie et fixez la vitesse à 40 mi/h, la fréquence d'échantillonnage à 10 kHz et le nombre d'échantillons à 100 000 comme précédemment.
3. Enregistrez la lecture de tension au réglage vertical le plus bas, qui est à côté de la plaque plate et dans la couche limite.
4. Déplacez la sonde verticalement, en augmentant la hauteur par étapes de 0,05 mm jusqu'à la hauteur de 0,50 mm, et enregistrez la lecture de tension à la position verticale.
5. Augmentez la hauteur de la sonde par étapes de 0,10 mm jusqu'à la hauteur de 1,50 mm, et enregistrez la lecture de tension en position verticale.
6. Augmentez la hauteur de la sonde en étapes de 0,25 mm jusqu'à la hauteur finale de 4,00 mm, et enregistrez la lecture de tension en position verticale.
7. Lorsque toutes les mesures sont terminées, réduire la vitesse de l'air à 20 mi/h, puis éteindre la soufflerie, CTA, alimentation, oscilloscope, et générateur de fonction.