Nowa metoda pomiaru małych prędkości w tunelu aerodynamicznym

• Autorzy: Chmiel W. , Krach A. , Kruczkowski J. , Millak S.

Warianty tytułu

EN

A new technique for measuring small velocities in a wind tunnel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wzorcowanie układu do pomiaru prędkości przepływu powietrza w tunelu aerodynamicznym z kryzą wielootworową. Do wzorcowania zastosowano metodę komparacyjną. Metoda ta polega na zrównaniu prędkości przepływu powietrza w komorze pomiarowej tunelu z prędkością ruchu sondy termoanemometru, który wówczas powinien pokazać prędkość zerową. Sonda termoanemometru przesuwa się w komorze pomiarowej tunelu ze stałą prędkością naprzemiennie zgodnie i przeciwnie do zwrotu prędkości powietrza. Prędkość powietrza w tunelu reguluje się tak, aby minima okresowego sygnału z termoanemometru obserwowane na ekranie oscyloskopu osiągnęły najniższe położenie (metoda minimum). Do ruchu sondy ze stałą prędkością może być dodana składowa sinusoidalna. Wówczas prędkość przepływu powietrza w tunelu reguluje się tak, aby w okresach ruchu sondy zgodnego z ruchem powietrza w sygnale z termoanemometru obserwowanym na ekranie oscyloskopu pozostała tylko druga harmoniczna prędkości, to jest prędkości okresowo zmiennej, nałożonej na prędkość stałą (metoda drugiej harmonicznej). Prędkość ruchu jednostajnego karetki z sondą termoanemometryczną mierzona jest za pomocą magnetycznego enkodera liniowego. Wzorcowanie układu do pomiaru małych prędkości powietrza w tunelu aerodynamicznym zrealizowano w następujących krokach: 1. Wzorcowanie enkodera liniowego do pomiaru prędkości ruchu jednostajnego karetki z sondą termoanemometryczną w komorze pomiarowej tunelu. 2. Wzorcowanie układu do pomiaru małych prędkości powietrza kryzą wielootworową dla prędkości 0,1 i 0,25 m/s: a) pomiar zadanej prędkości ruchu karetki, b) pomiar prędkości powietrza w tunelu z komparacją metodą drugiej harmonicznej, c) pomiar prędkości powietrza w tunelu z komparacją metodą minimum. Po wykonaniu pomiarów obliczono niepewności wzorcowania w/w metodami.

EN

The article presents calibrating the system for measuring air flow velocities in a wind tunnel with a multihole orifice plate. The calibration was performed by means of the comparative method. This method involves equating the speed of the air flow in the measurement chamber of the tunnel and the speed of the thermoanemometer probe movement (the thermoanemometer should then display zero velocity). The probe moves within the measurement chamber of the tunnel with a steady speed, alternately with and against the direction of the air velocity. The velocity of the air in the tunnel is adjusted in such a way that the minima of the periodic signal from the thermoanemometer, observed on the screen of an oscilloscope, can reach the lowest level (the minimum method). To the movement of the probe, occurring at a steady speed, a sinusoidal component can be added. In such a case, the velocity of the air in the tunnel is adjusted in such a way that, when the movement of the probe has the same direction as the movement of the air, the signal from the thermoanemometer observed on the oscilloscope screen includes just the second harmonic of velocity, which is a fl uctuating velocity transposed on a constant velocity (the second harmonic method). The velocity of the uniform motion of the containter with the thermoanemometric probe is measured with a magnetic linear encoder. Calibrating the system for measuring small velocities of air in a wind tunnel involved the following steps: 1. Calibrating the linear encoder for measuring the velocity of the uniform motion of the container with the thermoanemometric probe in the measurement chamber of the tunnel 2. Calibrating the system for measuring small velocities with a multihole orifi ce plate for the velocity values 0.1 and 0.25 m/s: a) measuring the given velocity of the container movement, b) measuring the air velocity in the tunnel with the comparison by means of the second harmonic method, c) measuring the air velocity in the tunnel with the comparison by means of the minimum method. After the completion of measurements, calibration uncertainties were calculated by means of the aforesaid methods.

Słowa kluczowe

PL

wzorcowanie tunelu aerodynamicznego; pomiar małych prędkości powietrza; metoda komparacyjna

EN

calibrating a wind tunnel; measuring small air velocities; comparative method

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 13, no. 1-4
• Strony: 197--214
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chmiel W.

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

autor

Krach A.

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

autor

Kruczkowski J.

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

autor

Millak S.

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

Bibliografia

• Cierniak W., 1993. Anemometr stałotemperaturowy, analiza wpływu parametrów mostka i wzmacniacza, praca doktorska, Instytut Mechaniki Górotworu PAN, Kraków.
• Kiełbasa J., 2010; Measurement of gas flow velocity: Anemometr with a vibrating hot wire. REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 81, 1.
• Kruczkowski J., 1999: Wpływ własności dynamicznych czujnika anemometru skrzydełkowego na dokładność pomiaru prędkości przepływu powietrza. Praca doktorska, IMG PAN Kraków.
• Michalski L., Eckersdorf K., 1986. Pomiary temperatury. WNT Warszawa.
• Oleśkowicz-Popiel C., Wojtkowiak J., 2007. Eksperymenty w wymianie ciepła. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej.
• Trutwin W., Chmiel W., Socha P., 1984. Cechowanie zwężki pomiarowej 16x50 w tunelu aerodynamicznym. IMG PAN, Kraków.