Pomiar prędkości przepływu. Pomiar punktowy

Metrologia przepływów - Pomiar prędkości przepływu
POMIAR PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU
sonda Pitota
pomiar punktowy
duża bezwładność
⇒ pomiar wartości średniej
termoanemometr: anemometr stałotemperaturowy (CTA)
pomiar punktowy
sygnał ciągły ⇒ prędkość
chwilowa
szeroki zakres przenoszonych częstotliwości
anemometr z unoszonym śladem cieplnym
pomiar przestrzenny ⇒ prędkość
uśredniona
sygnał dyskretny (∆t = idem)
ograniczony zakres przenoszonych częstotliwości
Dopplerowski anemometr laserowy (LDA)
pomiar punktowy
sygnał dyskretny (losowe interwały czasowe ∆ti)
szeroki zakres przenoszonych częstotliwości
anemometr PIV (Particle Image Velocimetry)
pomiar w płaszczyźnie (a nawet w przestrzeni)
pomiar wyzwalany
dyskretna dziedzina czasu (∆t = idem)
ograniczony zakres przenoszonych częstotliwości
22
Metrologia przepływów - Pomiar prędkości przepływu
PUNKTOWY POMIAR PRĘDKOŚCI
PRZEPŁYWU
cechy przepływów turbulentnych
losowa zmienność w czasie i przestrzeni
3-wymiarowość (3D od ang. "3-dimensionality")
małe skale przestrzenne
szeroki zakres częstotliwości
wymagania stawiane technikom pomiarowym
• szeroki zakres mierzonych prędkości
możliwość zastosowania do wszelkich typów
zjawisk przepływowych (konwekcja naturalna ÷
przepływy naddźwiękowe)
• mała bezwładność – "nadążanie" za
prędkości
pomiar chwilowej prędkości przepływu
zmianami
• niewielki rozmiar czujnika (pomiar punktowy)
jednorodny rozkład pola prędkości
• niezależność od temperatury, gęstości i składu
chemicznego medium
możliwość
stosowania
w
przepływach
nieizotermicznych, mieszanin płynów
zależność
umożliwia
natomiast
pomiar
temperatury (CCA) lub koncentracji składników
(sondy aspiracyjne)
23
Metrologia przepływów - Pomiar prędkości przepływu
• rozróżnialność składowych wektora prędkości i ich
zwrotów
turbulencja – ruch 3D
• wysoka dokładność
mała niepewność pomiarowa wartości chwilowej
prędkości
• liniowość przetwornika
nieliniowość może prowadzić do zniekształceń
sygnału w trakcie jego przetwarzania → "ostrożne"
przetwarzanie danych lub zastosowanie układu
linearyzującego
• łatwość przetwarzania sygnałów wyjściowych
sygnały wyjściowe winny mieć formę użyteczną
do dalszego przetwarzania i analizy → możliwość
zastosowania komercyjnego oprogramowania
wysoka dokładność miar statystycznych
• ograniczone oddziaływanie na przepływ
rozwiązanie idealne: czujnik nieinwazyjny →
techniki optyczne
• łatwość użytkowania
instalacja, wzorcowanie, regulacja, dobór nastaw
• niezawodność
aparatura winna pracować setki godzin bez awarii
stałość charakterystyki przyrządu
• niski koszt (dostępność )
24