Optymalizacja właściwości dynamicznych anemometru z wirującym elementem pomiarowym

• Autorzy: Ligęza P.

Warianty tytułu

EN

Optimization of the dynamic properties of an anemometer with a rotating measuring element

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Anemometry wykorzystujące zjawisko wymiany pędu pomiędzy przepływem a wirującym elementem pomiarowym stanowią ważną klasę przyrządów stosowanych w metrologii przepływów, w szczególności w pomiarach meteorologicznych oraz wentylacyjnych. Wadą anemometrów mechanicznych z wirującym elementem pomiarowym są złe właściwości dynamiczne wynikające ze stosunkowo dużych wymiarów i bezwładności mechanicznej elementu pomiarowego. W przyrządach tych występuje zjawisko zawyżania pomiaru prędkości średniej związane z inercją wirnika. Optymalizacja dynamiki procesu pomiarowego oraz szacowanie i minimalizacja niepewności pomiaru możliwe są w oparciu o model matematyczny anemometru. W pracy zaproponowano metodę optymalizacji właściwości dynamicznych anemometru z wirującym elementem pomiarowym.

EN

Anemometers using the phenomenon of transfer of momentum between the gas flow and the rotating measuring element are an important class of instruments used in the metrology of flows, in particular in meteorology and ventilation measurements. The phenomenon of over-estimation of the average velocity measurements associated with the inertia of the rotor is known. The research of this phenomenon and of the dynamics of measurement process, as well as the estimation of measurement uncertainty and its reduction needs a mathematical model of the anemometer. The paper proposes a method to optimize the dynamic properties of an anemometer with a rotating measuring element. The article presents the concept of the proposed system and the results of comparative simulation studies of anemometer equipped with such a system, and without system.

Słowa kluczowe

PL

anemometr skrzydełkowy; model matematyczny; stany dynamiczne; badania modelowe

EN

vane anemometer; mathematical model; dynamic states; model tests

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 18, nr 2
• Strony: 21--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Ligęza P.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Unwin I. D., Phil M.: The Measurement of Air Flow in British Coal Mines: A Historical Review; B. SC. D.I.S, http://www.cmhrc.co.uk/cms/document/air_flow_2007.pdf, (2007).
• [2] Ower E.: On the response of a vane anemometer to an air-stream of pulsating speed. Phil. Mag. Series 7 23, 157, 992-1005 (1937).
• [3] Lee W.F.Z., Kirik M.J., Bonner J.A.: Gas Turbine Flowmeter Measurement of Pulsating Flow. J. Eng. Power, 97, 4 , 531-539 (1975).
• [4] Wyngaard J.C.: Cup, Propeller, Vane, and Sonic Anemometers in Turbulence Research. Annual Review of Fluid Mechanics, 13, 399-423 (1981)
• [5] Lee B., Cheesewright R., Clark C.: The dynamic response of small turbine flowmeters in liquid flows. Flow Measurement and Instrumentation, 15, 239-248, (2004).
• [6] Pindado S., Sanz A., Wery A.: Deviation of Cup and Propeller Anemometer Calibration Results with Air Density. Energies, 5(3), 683-701, (2012).
• [7] Lee B.: Dynamic Response of Small Turbine Flowmeters in Pulsating Liquid Flows. Submitted for the Degree of Doctor of Philosophy, Department of Systems Engineering Brunel University, (2002).
• [8] Krach A., Krawczyk J., Kruczkowski J., Pałka T.: Zmienność pola prędkości i strumienia objętości powietrza w wyrobiskach kopalń głębinowych. Archives of Mining Sciences, Monograph 1, Kraków, (2006).
• [9] Kruczkowski J., Krach A., Krawczyk J.: Badania czujników anemometrycznych wykorzystywanych w metodach pomiaru pola prędkości i strumienia objętości – wyznaczanie źródeł błędów, analiza niepewności. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, 10, 1-4, 115-130, (2008).
• [10] Ostrogórski P.: Właściwości dynamiczne cyfrowego anemometru skrzydełkowego. Przegląd Górniczy, 71, 4, 67-71, (2015).
• [11] Ligęza P.: O modelu matematycznym anemometru skrzydełkowego. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, 17, 3-4, 55-60, (2015).
• [12] Ligęza P.: Sposób pomiaru prędkości płynu za pomocą anemometru z wirującym elementem pomiarowym i anemometr z wirującym elementem pomiarowym. Zgłoszenie Patentowe UP RP, P – 416351, (2016).
• [13] Ostrogórski P.: Badania możliwości wykorzystania siły poosiowej anemometru skrzydełkowego do kompensacji zawyżania wyniku pomiaru prędkości zmiennych. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, 17, 3-4, 61-66, (2015).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.