Dobór sondy i zastosowanie anemometru
1. Dobór sondy do anemometru
Zwykle istnieją trzy metody pomiaru prędkości wiatru: sonda termiczna, sonda wirnikowa i rurka Pitota. Jak więc wybrać najodpowiedniejszy dla nas instrument do pomiaru prędkości wiatru? Gdzie nadają się te trzy metody pomiaru?
W zakresie pomiarowym prędkości przepływu od {{0}} do 100m/s możemy ją podzielić na trzy części: prędkość mała: 0 do 5m/s; prędkość średnia: 5 do 40m/s; duża prędkość: 40 do 100 m/s. Sonda termiczna anemometru służy do najlepszego pomiaru od 0 do 5 m/s; sonda wirnikowa anemometru idealnie nadaje się do pomiaru prędkości przepływu od 5 do 40 m/s; a rurka Pitota może uzyskać najlepsze wyniki w wysokim zakresie prędkości.
1. Sonda termiczna ma doskonałe efekty pomiarowe, a zakres prędkości wiatru wynosi zazwyczaj 0-30m/s.
2. Można wybrać średnicę wirnika dla sondy wirnika, a wirniki o różnych rozmiarach mają różne zastosowania. Na przykład, jeśli wybrany zostanie duży wirnik o średnicy 100 mm, można zmierzyć średnią prędkość wiatru na okrągłym obszarze o średnicy 100 mm. Dodatkowo do sondy wirnikowej można dołączyć osłonę, aby uzyskać efekt dokładnego pomiaru objętości powietrza w małych wylotach powietrza.
3. Rurki Pitota są powszechnie używane do pomiaru prędkości wiatru w rurociągach, które są odpowiednie dla dużych prędkości wiatru. Ogólnie rzecz biorąc, rurki Pitota nie są zalecane przy prędkości wiatru mniejszej niż 5 m/s.
Dodatkowym kryterium prawidłowego doboru sondy anemometru jest temperatura: zazwyczaj temperatura czujnika termicznego anemometru wynosi około -20~70˚C. Zwykłe sondy wirnikowe również mają temperaturę około -20~70˚C, ale sondy wirnikowe mogą być specjalnie wykonane tak, aby wytrzymywały wysokie temperatury wynoszące 350˚C. Rurki Pitota mają najszerszy zakres zastosowań do pomiaru temperatury, nawet najbardziej popularne sondy wytrzymują wysokie temperatury do 600˚C.
2. Zasada działania różnych anemometrów
1. Sonda termiczna anemometru
Sonda termiczna działa w oparciu o strumień zimnego powietrza, który odbiera ciepło z elementu grzejnego. Za pomocą przełącznika regulacyjnego utrzymującego stałą temperaturę, prąd regulacyjny jest proporcjonalny do natężenia przepływu. W przypadku stosowania sond termicznych przy przepływie turbulentnym, przepływ powietrza ze wszystkich kierunków jednocześnie uderza w element termiczny, co może mieć wpływ na dokładność wyników pomiaru.
Podczas pomiaru w przepływie turbulentnym wartość wskazania czujnika przepływu anemometru termicznego jest często wyższa niż wartość czujnika wirnika. Powyższe zjawisko można zaobserwować w procesie pomiaru rurociągu. W zależności od konstrukcji zarządzanych turbulencji rur, mogą one wystąpić nawet przy małych prędkościach. Dlatego też proces pomiaru anemometrem należy przeprowadzić na prostej części rurociągu. Punkt początkowy linii prostej powinien znajdować się co najmniej 10×D (D=średnicy rury w CM) przed punktem pomiarowym; punkt końcowy powinien znajdować się co najmniej 4×D za punktem pomiarowym. Sekcja przepływu nie może być w żaden sposób zasłonięta. (kątowe, zawieszone, przedmioty itp.)
2. Sonda wirnikowa anemometru
Zasada działania sondy wirnikowej anemometru opiera się na przetwarzaniu obrotu na sygnał elektryczny. Najpierw przechodzi przez czujnik zbliżeniowy, aby „zliczyć” obroty wirnika i wygenerować serię impulsów, a następnie przetwarza je przez detektor w celu uzyskania wartości prędkości obrotowej. Sonda anemometru o dużej średnicy (60 mm, 100 mm) nadaje się do pomiaru przepływu turbulentnego przy średnich i małych natężeniach przepływu (np. na wylocie rury). Sonda małokalibrowa anemometru bardziej nadaje się do pomiaru przepływu powietrza tam, gdzie przekrój rury jest ponad 100 razy większy niż pole przekroju głowicy eksploracyjnej.
3. Sonda z rurką Pitota anemometru
Charakterystykę ciśnienia dynamicznego płynu można zmierzyć za pomocą rurki Pitota, a prędkość płynu można obliczyć zgodnie z następującym wzorem. 1) gdzie Pd — ciśnienie dynamiczne płynu, Pa;
W——prędkość płynu, m/s;
r – masa płynu, N/m3;
g – przyspieszenie ziemskie, m/s2.
W ten sposób rurka Pitota mierzy prędkość wiatru.
