Method of measurement of velocity vector fields of unsteady reverse flows in ventilation systems

• Autorzy: Socha K. , Ligęza P.

Warianty tytułu

PL

Metoda pomiaru pól wektora prędkości niestacjonarnych przepływów rewersyjnych w systemach wentylacyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The balance of mass or volumetric flow of air in ventilation systems may be carried out on the basis of the flow velocity field assessment. The minimization of the measurement error of such a measurement requires the application of a method allowing for determination of the magnitude, direction and sense of the velocity vector in examined points of measurement space. In the case of unsteady flows, the measurement method should additionally enable the measurements of variable signals changing in a specific spectral range. The authors of this study have performed a research aimed to elaborate such a measurement method. This paper presents a hot-wire anemometric method for two-dimensional measurement of flow velocity vector. This method takes advantage of the specialist multi-wire measurement probe. The design of the probe allows for the determination of magnitude, direction and the sense of the flow velocity vector. Presented are the results of measurement probe calibration as well as of the analysis of errors of the fit of experimentally measured data to calibration data. In order to test the measurement method under reverse flow conditions, an experimental measurement was performed at the measurement site which presented a model of mining gallery with branching.

PL

Bilans masowego lub objętościowego strumienia powietrza w systemach wentylacyjnych może być dokonywany w oparciu o wyznaczenie pola prędkości przepływu. Minimalizacja błędu takiego pomiaru wymaga zastosowania metody pozwalającej na wyznaczenie wartości, kierunku i zwrotu wektora prędkości w badanych punktach przestrzeni pomiarowej. Ponadto w przepływach niestacjonarnych metoda pomiarowa powinna umożliwiać pomiar sygnałów zmiennych w określonym zakresie spektrum widmowego. Autorzy przeprowadzili badania zmierzające do opracowania takiej metody pomiarowej. W pracy przedstawiono termoanemometryczną metodę pomiaru dwuwymiarowego wektora prędkości przepływu. W metodzie tej wykorzystano specjalizowaną, wielowłóknową sondę pomiarową. Konstrukcja sondy zapewnia możliwość wyznaczenia wartości, kierunku i zwrotu wektora prędkości. Zaprezentowano wyniki wzorcowania sondy pomiarowej oraz analizę błędów dopasowania zmierzonych wartości do danych wzorcowych. W celu przetestowania metody pomiarowej w warunkach przepływu rewersyjnego wykonano pomiary na stanowisku będącym modelem chodnika kopalnianego z rozgałęzieniem.

Słowa kluczowe

EN

ventilation systems; velocity fields; sense detection; hot-wire anemometry

PL

systemy wentylacyjne; pola prędkości; detekcja zwrotu; termoanemometria

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, no 1
• Strony: 41--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Socha K.

autor

Ligęza P.

• Strata Mechanics Research Institute of The Polish Academy of Sciences, 27, Reymonta Str., 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• Al-Kayiem H.H., Bruun H.H., 1991. Evaluation of a flying X hot-wire probe system. Measurement Science and Technology, vol. 2: pp. 374-380.
• Downing P.M., 1972. Reverse flow sensing hot wire anemometer. Journal of Physics E Scientifi c Instruments, vol. 5: pp. 849-851.
• Kiełbasa J., 1998. Cieplne indykatory zwrotu przepływu. Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej, s. 363-370. Świeradów Zdrój.
• Kiełbasa J., 2004. Różnicowy anemometr cieplny wykrywający zwrot prędkości przepływu. Materiały VIII Konferencji Naukowej Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne, pp. 21-24. Wrocław.
• Kiełbasa J., 2006. Korekcja asymetrii czujnika do wykrywania zwrotu wektora prędkości przepływu. Materiały IX Konferencji Naukowej Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne, pp. 151-154. Zakopane.
• Ligęza P., Poleszczyk E., Skotniczny P., 2006. Integrated hot-wire probes for measuring gas flow parameters in miting conditions, Archives of Mining Sciences, 51, pp. 253-272
• Ligęza P., Socha K., 2007. Optimization of an algorithm for measurements of velocity vector components using a threewire sensor. Review of Scientific Instruments, vol. 78.
• Ligęza P., Poleszczyk E., Skotniczny P., 2008. Measurements of Velocity Profile in Headings with the Use of Integrated Hot-Wire Anemometric System, Archives of Mining Sciences, 53, pp. 87-96
• Mahler D.S., 1982. Bidirectional hot-wire anemometer. Review of Scientific Instruments, vol. 53: pp. 1465-1466.
• Mierzwiński S., Popiołek Z., 1980. Anemometria i jej zastosowanie w badaniach modelowych procesów odpylania i wentylacji. Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Polska Akademia Nauk, Oddział w Katowicach.
• Roszczynialski W., Trutwin W., Wacławik J., 1992. Kopalniane pomiary wentylacyjne. Wydawnictwo Śląsk, Katowice.
• Socha K., Ligęza P., 2007: Dwuwłóknowa sonda termoanemometryczna do pomiaru wektora prędkości z uwzględnieniem zwrotu przepływu. Materiały konferencyjne IX Ogólnopolskiego Sympozjum Zastosowanie Mechaniki Płynów w Inżynierii i Ochronie Środowiska. Wisła.
• Venas B., Abrahamsson H., Krogstad P.-r., Löfdahl L., 1999. Pulsed hot-wire measurements in two- and three-dimensional wall jets. Experiments in Fluids, vol. 27: pp. 210-218.