1) Przygotowanie Termoanamometru do pracy

Kalibracja termoanemometru za pomocą sondy Prandtl'a

Warunki zewnętrzne, w których przebiegała kalibracja urządzenia

Pa=996 mbar tot=25K

Z tego gęstość alkoholu wynosi

Lp.	Ciśnienie H [mm]	Prędkość [m/s] [√m/s]		Napięcie [V] [V²]
1	6	4.079664	2,01981	4.01	16,0801
2	7	4.406541	2,09917	4.02	16,1604
3	7.5	4.561203	2,13569	4.04	16,3216
4	7.5	4.561203	2,13569	4.06	16,4836
5	8.5	4.855772	2,20358	4.10	16,81
6	10.5	5.396889	2,32121	4.15	17,2225
7	12.5	5.888488	2,42662	4.19	17,5561
8	15	6.450516	2,53978	4.24	17,9776
9	84	15.26471	3,907	4.81	231361

Z pomocą tych danych możemy wyznaczyć prędkość za pomocą sondy Prandtl'a.

Tabela przedstawia wartości napięcia termoanemometru dla danych prędkości przepływu gdzie prędkość oblicza się ze wzoru

Powyższe dane powalają nam na sporządzenie charakterystyk termoanemometru.

Aproksymowana charakterystyka sondy

Zależność czułości prędkościowej od prędkości przepływu Su(U)

Dane te i wykresy pozwalają nam wyznaczyć współczynniki prostej regresji

oraz pochodną analitycznie (czułość prędkości)

dla

2) Przebieg ćwiczenia

Po skalibrowaniu termoanemometru i wyliczeniu wszystkich potrzebnych parametrów można zacząć pomiary.

W naszym badaniu obserwujemy pole prędkości za walcem o średnicy 78 mm.

Proces pomiarów przebiegał podobnie do kalibrowania urządzenia z tym, że nie następuje zmiana prędkości przepływu, a zmiana położenie czujnika termoanemometru wzdłuż osi Y (w pionie), przy zachowaniu tej samej odległości od badanego przedmiotu. Następne odczytane wskazania aparatury umieszczone są w tabeli poniżej.

Pomiary wykonane za pomocą termoanemometru wraz z wyliczonym

wartościami prędkości średnich oraz turbulencji.

Lp.	Y [mm]	E (Vcta) [V]	U [m/s]	℮RMS	URMS
1	0	4.03	4.33	0.275	3.90
2	5	4.03	4.33	0.275	3.90
3	10	4.05	4.51	0.275	3.90
4	15	4.04	4.41	0.280	3.97
5	20	4.08	4.78	0.285	4.04
6	25	4.06	4.60	0.285	4.04
7	30	4.06	4.60	0.290	4.11
8	35	4.06	4.60	0.290	4.11
9	40	4.04	4.41	0.290	4.11
10	45	4.03	4.33	0.290	4.11
11	50	4.10	4.97	0.300	4.25
12	55	4.39	8.30	0.320	4.54
13	60	4.77	14.46	0.275	3.90
14	65	4.96	18.41	0.150	2.12
15	70	5.05	20.51	0.075	1.06
16	75	5.06	20.76	0.04	0.56

Do powyższych obliczeń wykorzystano równanie King'a

oraz zależność

URMS=1/Su*℮RMS

Poniższe wykresy pokazują zakłócenia w przepływie jakie wprowadza nasz obiekt.

Pierwszy wykres przedstawia.

Drugi profil turbulencji.

1
2

3) Wnioski

Obiekt umieszczony w przestrzeni powoduje zaburzenia w przepływie w jego bezpośredniej bliskości. Widoczne jest to na wykresie jako deformacja pola przepływu. Przeprowadzone ćwiczenie wykazało bardzo wyraźne zaburzenia w przepływie ośrodka (w tym przypadku powietrza).

W pobliżu osi symetrii walca pokrywającej się z osią x prędkość ośrodka jest niemal 5 krotnie mniejsza od prędkości ośrodka w którym nie znajduje się obiekt. Świadczy to o wystąpieniu zjawiska śladu aerodynamicznego. Ślad aerodynamiczny jest to przestrzeń w której prędkość ośrodka jest znacząco mniejsza.

Zauważyć także należy wzrost turbulencji na wysokości „krawędzi” obiektu, co jest wynikiem odrywania się strugi powietrza od powierzchni walca.

---