Experimental verification of the theoretical model of the thermal detector of flow reversal

• Autorzy: Kiełbasa J.

Warianty tytułu

PL

Weryfikacja doświadczalna teorii cieplnego indykatora odwrócenia przepływu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the reasoning leading to experimental verification of the theory describing the operation of a sensor used for flow reversal detection. The sensor is consists of two hot, parallel wires at a lose distance so they can interact with one another. They lie one behind the other, on the plane parallel to flow velocity. The wires are normal to the velocity vector. The distinctive feature of this sensor is that the two wires, connected in series, are supplied from one CTA system, which means that the sum of wires' resistance is maintained on a preset, constant level. Voltage difference across the wires is the measured parameter. Theoretical considerations presented in the work of [Gawor et al., 1999] and [Kiełbasa, 2000a] yield the formula (1) providing the relationship between the difference in wire temperatures and sensor geometry and physical parameters of the flowing medium. The problem is that the researcher does not directly measure the temperature of hot wires but the voltages across the wires when surrounded by the flowing medium. The relationships are based on thus measured voltages and the conditions of constant-temperature principle of operation.

PL

W artykule przedstawiono tok rozumowania prowadzący do eksperymentalnej weryfikacji teorii opisującej pracę czujnika przeznaczonego do wykrywania odwrócenia prędkości przepływu. Czujnik składa się z dwu grzanych równoległych włókien, niezbyt odległych, tak że oddziaływują cieplnie na siebie, leżących jeden za drugim w płaszczyźnie równoległej do prędkości przepływu (patrz rys. 1). Włókna są prostopadłe do wektora prędkości. Cechą charakterystyczną tego czujnika jest to, że oba włókna, połączone szeregowo zasilane są z jednego układu stałotemperaturowego (CTA), co oznacza, że suma rezystancji obu włókien jest utrzymywana na stałym zadanym poziomie. Mierzy się różnicę napięć występujących na włóknach. Teoretyczne rozważania podane w pracy [Gawor i in., 1999] oraz w pracy [Kiełbasa, 2000] prowadzą do zależności (1) wiążącej różnicę temperatur między grzanymi włóknami a parametrami geometrycznymi czujnika i fizycznymi przepływającego medium. Problem w tym, że eksperymentator nie mierzy temperatury nagrzanych włókien, lecz napięcia występujące na grzanych włóknach w zaistniałych warunkach ich opływu. Z napięć tych i warunku, że włókna pracują w układzie anemometru stałotemperaturowego wyprowadzono zależność wiążącą poszukiwaną funkcję F(r_{o, I, h) z mierzonymi napięciami Uc i Us. Postać tej zależności podana jest wzorem (9) lub (10). Kilka takich dwuwłóknowych czujników przebadano w tunelu aerodynamicznym, w którym realizowano przepływy powietrza od zera do 1 m/s. W ściance tunelu zamontowano obrotowy uchwyt sterowany silnikiem krokowym, przez który wprowadzano badany czujnik do tunelu. Uchwyt miał możliwość obrotu w pełnym kącie z niepewnością ustawienia ok. 0,2}^{o. Kąt obrotu sondy ustawiano komputerowo. W eksperymencie sondę ustawiano tak, że grzane włókna były w położeniu pionowym. Przez obrót sondy o 180o zamieniano rolę włókien, co było równoważne odwróceniu przepływu powietrza w kanale.}

Słowa kluczowe

EN

direction of velocity vector; flow reversal; flow reversal detector

PL

zwrot prędkości; odwrócenie prędkości; detektor zwrotu przepływu

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 45, nr 4
• Strony: 489--500
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasa J.

• Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Akademia Górniczo-Hutnicza, 30-059 Kraków, Al. Mickiewicza 30