Rozkład prędkości przepływu w obszarze sondy anemometru z falą cieplną

• Autorzy: Gawor Marek , Sobczyk Jacek , Wodziak Waldemar , Ligęza Paweł , Rachalski Andrzej , Jamróz Paweł , Socha Katarzyna , Palacz Jan

Warianty tytułu

EN

Flow velocity distribution in the probe area of the anemometer with thermal wave

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono badania pola prędkości wokół trójwłóknowej sondy termoanemometrycznej stosowanej do pomiaru prędkości przepływu metodą fal cieplnych. Porównano wartości prędkości wyznaczone za pomocą metody fal cieplnych ze zmierzonymi metodą PIV. Badania przeprowadzono w tunelu aerodynamicznym zamkniętym, w zakresie prędkości przepływu powietrza od 15 do 40 cm/s. Do badań zastosowano sondę termoanemometryczną trójwłóknową, o włóknach wzajemnie równoległych, umieszonych poziomo i zorientowanych prostopadle względem wektora prędkości przepływu. Zgodnie z przewidywaniami zaobserwowano występowanie zjawiska cienia aerodynamicznego w całym obszarze sondy, które sprawia, że zmierzone wartości prędkości są wyraźnie mniejsze od prędkości napływu. Porównano podłużne profile prędkości zmierzone metodą PIV z wartościami wyznaczonymi metodą fal cieplnych. Prędkość przepływu na drodze pomiędzy detektorami fali wyznaczona metodą fal cieplnych jest zbliżona do średniej wartości prędkości wyznaczonej metodą PIV. Natomiast prędkość na drodze od nadajnika fali do pierwszego detektora wyznaczona metodą fal cieplnych jest wyraźnie mniejsza od wartości wyznaczonej metodą PIV. Wynika to z różnicy faz pomiędzy napięciem a prądem na nadajniku fali temperaturowej. Uzyskane na obecnym etapie wyniki nie pozwalają na opracowanie efektywnej metody korekcji wpływu zjawiska cienia aerodynamicznego na wyniki pomiarów falą cieplną.

EN

The paper presents tests of the velocity field around the triple thin wire probe used to measure the flow velocity with the thermal waves method. Velocity values determined using the thermal wave method were compared to those achieved with the PIV method. The tests were carried out in a closed circuit wind tunnel, in the range of air flow velocity ranging from 15 to 40 cm/s. A three thin wire probes with mutually parallel wires, horizontally placed and oriented perpendicularly to the flow velocity vector was used for the tests. As expected, the velocity wake phenomenon was observed throughout the probe area, which means that the measured velocity values are clearly lower than the inflow velocity. The longitudinal velocity profiles measured with the PIV method were compared to the values determined with the thermal wave method. The value of flow velocity on the distance between the wave detectors determined with the thermal wave method is similar to the average velocity value determined with the PIV method. However, the velocity within the area between the wave emitter and the first detector determined with the thermal wave method is clearly lower than the value determined with the PIV method. This is due to the phase lag between voltage and current at the wave transmitter. The results obtained at this stage do not allow for the development of an effective method of correcting the effect of the wake on the results of thermal wave measurements.

Słowa kluczowe

PL

pomiar prędkości; fale temperaturowe; PIV

EN

flow velocity measurement; thermal waves; PIV

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 21, nr 1-4
• Strony: 49--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gawor Marek

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

autor

Sobczyk Jacek

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

autor

Wodziak Waldemar

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

autor

Ligęza Paweł

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

autor

Rachalski Andrzej

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

autor

Jamróz Paweł

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

autor

Socha Katarzyna

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

autor

Palacz Jan

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

Bibliografia

• Rachalski A., Poleszczyk E., Zięba M.: Use of the thermal wave method for measuring the flow velocity of air and carbon dioxide mixture. Measurement 95, 210-215 (2017).
• Kiełbasa J.: Fale cieplne w metrologii powolnych przepływów. Wyd. AGH, Kraków, 1975.
• Rachalski A., Bujalski M., Ligęza P., Poleszczyk E.: Absolute Flow Velocity Measurements by Means of the Thermal Waves. Proceedings of the 10th International Conference on Measurement, Smolenice, Slovakia 2015, s. 297-300.
• Kęsek D., Rachalski A.: Wykorzystanie sygnału typu MBS do pomiaru prędkości przepływu i dyfuzyjności temperaturowej powietrza w anemometrze z falą cieplną. Przegląd Elektrotechniczny 90 (8), 172-174 (2014).
• Kiełbasa J.: Pomiar śladów aerodynamicznych i cieplnych. Archves of Mining Science 44 (1), 71-84 (1999).
• Rachalski A.: Absolute measurement of low gas flow by means of the spectral analysis of the thermal wave. Rev Sci Instrum. 84 (2), 025105 (2013).
• Ligęza P.: Four-point non-bridge constant-temperature anemometer circuit. Experiments in Fluids 29 (5), 505-507 (2000).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).