Основное применение и принципы работы анемометра.
1. Измерьте среднюю скорость и направление потока.
2. Измерить пульсирующую скорость и ее частотный спектр набегающего потока.
3. Измерьте напряжение Рейнольдса в турбулентности, а также зависимости скорости и времени между двумя точками.
4. Измерьте напряжение сдвига стены (обычно с помощью термопленочного датчика, расположенного заподлицо со стеной, аналогично измерению скорости).
5. Измерьте температуру жидкости (заранее измерьте кривую изменения сопротивления датчика в зависимости от температуры жидкости, а затем определите температуру на основе измеренного сопротивления датчика.
Принцип работы анемометра
Основной принцип работы анемометра заключается в том, чтобы поместить тонкую металлическую проволоку в жидкость, подать ток для нагрева проволоки и сделать ее температуру выше температуры жидкости. Поэтому анемометр с металлической проволокой называют «горячей проволокой». Когда жидкость течет через металлическую проволоку в вертикальном направлении, она забирает часть тепла от проволоки, в результате чего температура проволоки снижается. Согласно теории вынужденного конвективного теплообмена можно вывести зависимость между теплом, рассеиваемым горячей проволокой Q, и скоростью v жидкости. Стандартный термощуп состоит из двух кронштейнов, натянутых короткой и тонкой металлической проволокой. Металлические проволоки обычно изготавливаются из металлов с высокими температурами плавления и хорошей пластичностью, например платины, родия, вольфрама и т. д. Обычно используемый диаметр проволоки составляет 5 мкм, длина — 2 мм; меньший диаметр зонда составляет всего 1 мкм, а длина — 0,2 мм. В зависимости от назначения зонд с горячей проволокой также изготавливают двухпроволочным, трехпроволочным, косым, V-образным, X-образным и т. д. Для повышения прочности вместо металлической проволоки иногда используют металлическую пленку. Обычно на теплоизолированную подложку напыляют тонкую металлическую пленку, которая называется термопленочным зондом. Перед использованием датчик горячей линии необходимо откалибровать. Статическая калибровка проводится в специализированной эталонной аэродинамической трубе, измеряя зависимость между скоростью потока и выходным напряжением и рисуя ее в виде стандартной кривой; Динамическая калибровка выполняется в известном пульсирующем поле потока или путем подачи пульсирующего электрического сигнала в цепь нагрева анемометра для проверки частотной характеристики анемометра с термоанемометром. Если частотная характеристика плохая, для ее улучшения можно использовать соответствующие схемы компенсации.
