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熱線

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熱線は流れテストの間に測定流体の速度の一般的な実験手法です。速度は多くの場合特性への流れの重要なパラメーターです。しかし、実験に影響を与えずに測定する挑戦それは多くの流動特性ととして。乱流の測定は、速度は、この政権の急速に変動することがので追加の合併症を追加します。彼ら非常に小さい測定のフローに与える影響を最小限に抑えることができるので、熱線風速計、成功した診断です。流れの急速な流速変動を解決するための十分な高速時間応答があります。このビデオは一定の温度設定での熱線風速計のしくみを説明します。流動実験での使用に備えてこれらのデバイスを校正する方法を表示します。

最も単純な形式で、熱線は短い抵抗線 2 つのサポートの間中断され、関心の流れに配置で構成されます。ワイヤーは、発生する熱対流冷却から失われる熱を打ち消すように電気も周囲流体温度以上の温度に加熱されます。対流冷却速度は流体の速度に依存するので、風速に電力と流速の関係を定義できます。ジュール線の暖房は電流の二乗とワイヤー抵抗の製品。ほとんどの材料の抵抗は温度依存で、定数のアルファは、材質が指定する線形関係でよく近似は。対流冷却は、王の法律を使用してモデル化することができます。この式の A と B は、キャリブレーション中に決定される定数です。速度 N の指数は通常 0.45 周り。定常状態では、加熱・冷却が釣り合っています。しかし、抵抗と電流の両方を同時に知ることに依存瞬時入力電力を決定します。温度を保つのに十分な電流のみを供給する恒温計として知られている 1 つの戦略と、それゆえワイヤー定数の抵抗。これはブリッジ回路の 1 つの脚として熱線とホイートストン ブリッジを使用して実現されます。橋は、並列に 2 つの電圧ディバイダーとして考えることができ、それらの出力の違いはブリッジ電圧。比率では R2 に R3 に RW が等しい場合、ブリッジのバランスが取れているし、ブリッジ電圧はゼロ。それ以外の場合、ブリッジ電圧は増幅、フィードバック信号として使用します。現在、橋がバランスにまで加熱して、熱いワイヤーを通して流れます。活線の基準温度は、制御抵抗 R1 を調整することによって設定できます。ブリッジ電圧に熱線を流れる電流の関係をオームの法則を使用できます。今、私たち W が一定に保たれているので抵抗条件ことができますキャリブレーション定数に吸収されます。速度がブリッジ電圧の関数として指定されます。校正定数は、参照フロー システムで、風速計を配置することによって決定されます。測定は、最小二乗回帰を実行することができますので、いくつかの既知の流速で取られなければなりません。縮み自由噴流の平均速度は流体の密度と圧力差によって特徴付けられていますので参考フローであります。熱線風速計のしくみを理解したらみましょう参照してくださいどのように実験的デバイスをキャリブレーションできる自由噴流の縮みを使用してください。

セットアップを開始する前に、施設のレイアウトと安全手順に精通します。フロー システムは、遠心送風機によって加圧チャンバーで構成されています。充満および上にスタックの側面にスリットからの噴流フォーム制限オリフィス板を交換することによって調整する充満圧力をことができます。テキストの図に示すように、データ集録システムをセットアップします。チャンバー圧力タブを圧力トランスデューサーの正のポートに接続し、大気中に負のポートを開いたままにしておきます。圧力トランスデューサーに風速計とチャンネル 1 のブリッジ電圧データ集録システムのチャネル 0 を設定します。データ集録ソフトウェアの 1 つにゼロに熱線チャネルと圧力トランスデューサー チャネルを設定します。最後に、0.45 と 100 ヘルツのサンプリング レート、1000 サンプルの合計定数 N を設定します。データ集録システムは、メートル毎秒で結果を報告できるように適切なフィールドに探触子の校正定数ローカル空気密度の値を入力します。校正の使用間隔 19.05 ミリメートルまたはインチの 4 分の 3 にスリット幅を設定します。位置が開口部からスリット幅の 1.5 倍の距離で縮み流の熱線を押さなければ。オシロ スコープで信号を示す最小変動まで、クロス ストリームの方向にプローブを走査して、風速計とジェットの中間平面を探します。今最大のジェット速度を確立する完全にスタックをカバーし、流れ施設の電源を入れます。ソフトウェアを使用して、データ ポイントを記録します。測定が完了すると、1 つは最小の開口部オリフィス プレートを交換します。新しいオリフィス プレートを別の測定を取る。オリフィス板を交換し、スタックが完全に無制限で 1 つを含む少なくとも六つのデータ ポイントを収集するまで計測を続けます。データ集録ソフトウェアのキャリブレーション定数を回復します。

データの収集が完了したら、一度異なる流速の範囲に対応するブリッジ回路から電圧計測があります。乗乗 0.45 速度の機能として電圧をプロットします。データに対する最小二乗線形フィットを行います。傾きと切片フィット感からは、この熱線風速計の校正定数です。今では、風速計が済んで未知の速度を測定する別のフロー設定で使用できます。

熱線風速計は科学的な流動実験でよく使用されます。熱線は、境界層風洞の流れを勉強する広く使用されます。境界層は、空力設計、造船工学、とりわけ発電などの技術アプリケーションの関連による流体力学の研究の最も古い科目の一つです。これらのフィールドはすべての犠牲にして境界層を含む多くの効果は理解まだ incipiently。不規則な粗さ、密度と粘度のグラデーションと圧縮率のいくつかを言及します。これを念頭において、実験室環境での熱線を使用上記のアプリケーションに関連する境界層流を評価します。現在の実験で示したものと同様の戦略を使用してください。産業換気システムは、煙霧、粒子状物質、エアロゾル、燃焼生成物、産業設定で他の汚染物質を制御するために使用されます。一般的には、異なるレートで各汚染物質が生成されます。したがって、排気システム効率的にそれらを排除するために各汚染物質の異なる流量が必要になります。この手順は、熱線の助けを借りて実行通常。前記技術者は、それぞれの行でダンパーの位置を設定します事前推定速度値と一致、風速の読書をするように努めます。

ゼウスのホット線計入門を見てきただけ。今一定温度の風速計のしくみと流れの実験で使用するためこのデバイスを調整する方法を理解する必要があります。見ていただきありがとうございます。

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