skanuj0003 (539)

Rys.4. Wektor prędkości V względem włókna sondy. Składowe wektora u,v,w na osie x,y,z.

Kąt ip między rzutem wektora Vxv a osią y; kąt ip między rzutem wektora V« a osią z.

W przepływie turbulentnyin wartość chwilowa prędkości U (rys. 5)równa jest wartości średniej U* zwiększonej o sumę wektorową składowych turbulentnych - pulsacji prędkości w kierunkach osi x,y,z

U={(U_it + uJ + u_y² + u_z²}^,/2

Rys. 5. Napięcie w funkcji kątów napływu na włókno przy stałej prędkości przepływu. Dane przykładowe dla V=20 m/s. Zmiana wyników w kierunku »p wynika z wpływu wsporników włókna i nie przekracza 3%.

Z uwagi na pulsację prędkości o składowych y, i z, nawet gdy kierunek wektora prędkości Średniej jest osiowy, tzn, wartości średnie = 90° i \\i_k = 0°, to wartości chwilowe tycii kątów mogą ryć niezdrowe, Z przeprowadzonej powyżej dyskusji wynika, że tylko dla turbulencji nie większej niż 5% można bez obawy popełnienia błędu utożsamić prędkość mierzoną U z U*. Przy większej urbulencji wiarygodność pomiaru wartości średniej prędkości maleje.

Rys. 6. Prędkość chwilowa rozłożona na składowa średnią i składowe pulsacyjne w trzech osiach,

Warunek E₀ dla U=0 jest dość dobrać spełniony; aczkolwiek przy wzorcowaniu w obszarze małych prędkości (poniżej 10 m/s) celowe jest wprowadzenie współczynniku poprawkowego o wartości 0.95 - 0.99. dla uwzględnienia efektu konwekcji naturalnej. Wykładnik n przy prędkości U winien być bliski wartości 0.5; może być nieco różny.

Uciążliwą własnością sondy anemometrycznej jest fakt, że zależność E od U jest wprawdzie ściśle monotoniczna, ale nieliniowa. Niegdyś wprowadzało to konieczność używaniu skomplikowanych i drogich wzmacniaczy nieliniowych (tzw. linearyzatorów) dla jej skompensowania. Obecnie sprawę wyznaczenia prędkości ze zmierzonego napięcia, przy znanej charakterystyce wzorcowania, powierza się z zasady komputerowi.

1.4. Wzorcowanie.

W procesie wzorcowania sondy należy wyznaczyć zatem dwa parametry; B i n przy znanym E₀. Wykonuje się to poprzez pomiar serii napięć E dla różnych prędkości IJ i wyznaczając B i n poprzez regresję logarytmiczną;

n log U + log B = log (E² - E₀²)

więc log U = [ log (E² - E₀²) - log B ] / n

z czego wynika liniowy wykres zależności log U od log (E² - V₀²), przy czyni log B jest wartością odciętej dla U-0, zaś wykładnik n jest nachyleniem prostej regresji. Taki wykres regresji należy zbudować ręcznie w ćwiczeniu. W normalnej pracy pomiarowej ten mechanizm jest wbudowany w' programy obsługi.