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Fil chaud anémométrie

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Anémométrie fil chaud est une technique expérimentale courante pour mesure Vitesse du fluide au cours des essais d’écoulement. La vitesse est souvent un paramètre important de l’écoulement à caractériser. Mais comme avec beaucoup de fluidité, il est difficile de mesurer sans impact sur l’expérience. Mesure des écoulements turbulents ajoute une complication supplémentaire, car la vitesse peut fluctuer rapidement dans ce régime. Anémomètres incandescent sont un diagnostic réussi parce qu’elles peuvent être faites très petites afin de minimiser leur impact sur le débit mesuré. Et ils ont une réponse assez rapide temps de résoudre les fluctuations de la vitesse rapide de la circulation. Cette vidéo va illustrer le fonctionne d’un anémomètre à fil chaud dans la configuration de température constante. Et ensuite montrer comment ces appareils sont étalonnés en vue de leur utilisation dans des expériences de flux.

Dans sa forme la plus simple, un anémomètre à fil chaud se compose d’un fil résistif court suspendue entre deux appuis et placées dans le flux d’intérêt. Le fil est électriquement chauffé à une température bien supérieure à la température du fluide ambiante tel que la chaleur générée neutralise la chaleur perdue de refroidissement par convection. Étant donné que le taux de refroidissement par convection dépend de la vitesse du fluide, on peut définir une relation entre l’alimentation électrique dans l’anémomètre et la vitesse d’écoulement. Joule chauffage du fil est le produit de la résistance du fil et la place du courant électrique. Pour la plupart des matériaux, la résistance est dépendante de la température et est bien approximée par une relation linéaire, où la constante alpha est spécifiée par le matériel du fil. Le refroidissement par convection peut être modélisé à l’aide de la loi du roi. Dans cette équation A et B sont des constantes à déterminer lors de l’étalonnage. Et l’exposant de la vitesse N est généralement autour de 0,45. À l’état stable, le chauffage et le refroidissement sont équilibrés. Mais la détermination de la puissance d’entrée instantanée dépend connaissant la résistance et le courant en même temps. Une stratégie dite anémométrie de la température constante est de seulement assez courant pour maintenir la température et donc la résistance de la constante de fil. Ceci est accompli en utilisant un pont de Wheatstone avec le fil chaud agissant comme une jambe du circuit pont. Le pont peut être considéré comme deux diviseurs de tension en parallèle, et la différence de leurs sorties est la tension de pont. Si les ratios sont un à R2 et RW R3 sont égaux, le pont est équilibré et la tension du pont est égale à zéro. Dans le cas contraire, la tension de pont est amplifiée et utilisée comme un signal de rétroaction. Courant transitera ensuite le fil chaud, chauffer jusqu'à ce que le pont est mis en balance. La température de référence du fil chaud peut être réglée en ajustant la résistance contrôle R1. Loi d’Ohm permet de relier le courant traversant la câble sous tension pour la tension de pont. Maintenant, puisque notre W est maintenue constante, les conditions de résistance peuvent être absorbées par les constantes d’étalonnage. Et la vitesse est indiquée en fonction de la tension de pont. Les constantes de calibration sont déterminées en plaçant l’anémomètre dans un système de débit de référence. Mesures doivent être prisent à plusieurs vitesses d’écoulement connu pour qu’on peut effectuer une régression des moindres carrés. Le contracta de veine du jet libre est un flux de référence utile parce que la vitesse moyenne est bien caractérisée par la densité du fluide et de la pression différentielle. Maintenant que vous comprenez comment fonctionne l’anémomètre à fil chaud, nous allons voir comment l’appareil peut être étalonné expérimentalement en utilisant le contracta veine d’un jet libre.

Avant de commencer la mise en place, vous familiariser avec les procédures de mise en page et de la sécurité de l’installation. Le système d’écoulement se compose d’une chambre de tranquillisation sous pressurisé par un ventilateur centrifuge. Une forme de jet libre de la fente sur le côté du plénum et la pile sur le dessus permet de la surpression à ajuster en inversant les plaques à orifice limitant. Maintenant configurer le système d’acquisition de données, tel qu’illustré dans le diagramme dans le texte. Connectez l’onglet de pression plénum à la voie positive du transducteur de pression et de quitter le port négatif ouvert à l’atmosphère. Canal zéro sur le système d’acquisition de données à la tension du pont de l’anémomètre et un canal vers le transducteur de pression. Dans le logiciel d’acquisition de données, affectez la chaîne de fil chaud à zéro et le canal de transducteur de pression une. Enfin, affectez la constante N 0,45 et la fréquence d’échantillonnage de 100 Hertz et le nombre total d’échantillons à 1000. Entrez les valeurs pour la densité de l’air local dans la constante d’étalonnage de capteur dans les champs appropriés de sorte que le système d’acquisition de données rend compte des résultats en mètres par seconde. Utiliser un calibré espacées pour définir la largeur de la fente à 19,05 millimètres ou de trois quarts de pouce. Et puis fixez l’anémomètre à fil chaud dans le flux à la position de la contracta de veine qui est à une distance de 1,5 fois la largeur de la fente de l’ouverture. Localiser l’anémomètre et le plan milieu du jet en parcourant la sonde dans le sens du flux en croix jusqu'à ce que le signal sur l’oscilloscope affiche des fluctuations minimes. Maintenant couvrir la pile complètement afin d’établir la vitesse maximale de jet et tourner à la facilité de circulation. Le logiciel permet d’enregistrer un point de données. Lorsque la mesure est terminée, échanger la plaque à orifice pour l’un avec l’ouverture plus petite. Prendre une autre mesure avec la nouvelle plaque à orifice. Continuer à échanger des diaphragmes et prise de mesures jusqu'à ce que vous avez recueilli les points de données au moins six dont un avec la pile complètement sans restriction. Récupérer les constantes d’étalonnage à partir du logiciel d’acquisition de données.

Une fois que vous avez terminé la collecte de données, vous aurez des mesures de tension des circuits pont correspondant à une gamme de vitesses d’écoulement différents. Tracer la tension au carré en fonction de la vélocité à la puissance 0,45. Et puis effectuer un ajustement linéaire des moindres carrés pour les données. La pente et l’ordonnée à l’origine de l’ajustement sont les constantes de calibration pour cet anémomètre à fil chaud. Maintenant que l’anémomètre a été calibré, il peut être utilisé dans une configuration de différents flux de mesurer une vitesse inconnue.

Anémomètres incandescent sont fréquemment utilisés dans les expériences scientifiques de flux. Anémométrie incandescent est largement utilisée pour étudier les écoulements de la couche limite dans les souffleries. Couches limites sont l’un des plus anciens sujets de recherche en mécanique des fluides en raison de leur pertinence pour des applications technologiques telles que la conception aérodynamique, ingénierie navale et la production d’électricité entre autres. Au détriment de tous ces domaines, de nombreux effets impliquant la couche limite sont toujours montrant compris. Rugosité très irrégulier, des gradients de densité et de viscosité et de compressibilité pour ne citer que quelques-uns. Dans cette optique, incandescent anémométrie est utilisé en laboratoire pour évaluer les flux de couche limite pertinente pour les demandes mentionnées ci-dessus. À l’aide de stratégies semblables à celui montré dans l’expérience en cours. Systèmes de ventilation industrielle sont utilisés pour contrôler les émanations, particules, aérosols, produits de combustion ou d’autres contaminants dans les milieux industriels. Généralement, chaque contaminant est généré à un rythme différent. Par conséquent, le système épuisant devra être un débit différent pour chaque contaminant pour les éliminer efficacement. Cette procédure est généralement effectuée à l’aide d’un anémomètre à fil chaud. Dans lequel l’ingénieur détermine la position d’un amortisseur dans chaque ligne, cherchant à faire la lecture de l’anémomètre à correspondre à une valeur de vitesse préalablement estimé.

Vous avez juste regardé introduction de Jove à chaud anémométrie de fil. Vous devez maintenant comprendre comment fonctionne un anémomètre à température constante et pour calibrer l’appareil pour une utilisation dans des expériences de flux. Merci de regarder.

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