Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Anemometr z sinusoidalną modulacją współczynnika nagrzania i jego praca w adaptacyjnym systemie komputerowym

100%

Kiełbasa J.

|

tom Vol. 7, no. 1-2

71--80

PL

Praca dotyczy metody jednoczesnego pomiaru prędkości v przepływu medium, jego temperatury Tg i przesunięcia fazowego φ na grzanym włóknie za pomocą jednowłóknowej sondy termoanemometrycznej pracującej w układzie anemometru stałotemperaturowego, w którym moduluje się periodycznie współczynnik N(t) nagrzania włókna. Opisywana metoda dotyczy przepływów z wolno zmieniającymi się parametrami w czasie. Na skutek modulacji rezystancji pracy grzanego włókna zmienia się prąd zasilania proporcjonalny do mierzonego napięcia na rezystorze włączonym szeregowo z włóknem. Napięcie to jest poddane analizie furierowskiej, w wyniku której dostaje się zerową i pierwszą składową prądu zasilania włókna oraz przesunięcie fazowe pomiędzy prądem a sygnałem modulującym. Składowe te są funkcjami prędkości przepływu medium i jego temperatury. Rozwiązując otrzymane równania otrzymuje się poszukiwane wielkości. Przedstawiana metoda stanowi rozwinięcie wcześniej publikowanego rozwiązania, w którym temperatura grzanego włókna była modulowana dwustanowo. Taka modulacja powodowała chwilowe przegrzania włókna, co generowało błędy w wyliczaniu tak prędkości jak i temperatury medium.

EN

The paper demonstrates a method for simultaneous measurements of flow velocity v and the temperature of the medium Tg by means of a single-wire probe operating in a CTA configuration where the overheating ratio N(t) is modulated sinusoidally. Presented method concerns slowly changeable flows. Due to modulation of hot-wire resistance supply voltage of wire changes. Developing the voltage into Fourier series, the relationships between the zero order component I0 and the first order component I1 of the voltage across the hot wire and the flow velocity v and medium temperature Tg can be found. Thus obtained two nonlinear algebraic equations allow for simple computation of flow velocity v and medium temperature Tg. This method is developed from the earlier where the temperature of the wire was modulated stepwise. This manner of modulation caused transitory overheating of the wire and led to errors of the velocity and temperature calculations.

2

Determination of the exponent n in the equation describing a constant-resistance anemometer

60%

Kiełbasa J.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

tom Vol. 57, no. 3

619--625

EN

In order to measure the velocity of gas flow with a constant-resistance thermoanemometer, prior calibration of anemometer sensor wires is required. In this process three sensor-specific parameters of King’s equation are estimated. In the original form of the equation the parameters are not independent from each other. As has been demonstrated by Ligęza, it is possible to rewrite the equation in a dimensionless form, in which the parameters become independent. Here we provide an algorithm to derive the parameters from thermoanemometer measurements.

PL

Przy wzorcowaniu sond termoanemometrycznych np. do pomiarów wentylacyjnych kopalni, często zachodzi konieczność wyznaczenia parametrów krzywych wzorcowania czujników a w szczególności wartości parametrów w równaniach (1) czy (2). W pracy przedstawiono nowe podejście do tego zagadnienia pozwalające na niezależne wyznaczenie wszystkich parametrów.

3

Analiza teoretyczna i opracowanie założeń oraz prognozowanie niepewności i obszaru aplikacyjnego systemu pomiarowego anemometru wibracyjnego

60%

Kiełbasa J. , Papierz K. , Rachalski A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

tom Vol. 13, no. 1-4

239--243

PL

Omówiono metody pomiaru prędkości przepływu gazu anemometrem z drgającym włóknem. Grzane włókno tego anemometru pracujące w systemie stałoprądowym lub stałorezystancyjnym, umieszczone w przepływającym strumieniu prostopadle do przepływu poddawane jest sinusoidalnym drganiom o ustalonej częstotliwości i znanej amplitudzie w płaszczyźnie równoległej do prędkości przepływu. Mierzy się napięcie jakie występuje na grzanym włóknie jako funkcję czasu. Wyznaczenie prędkości przepływu gazu można dokonać dwiema metodami: na podstawie analizy czasowej lub na podstawie analizy częstotliwościowej.

EN

The article discusses the methods of measuring gas flow velocity with a vibrating-fiber anemometer. The anemometer’s heated fiber, working in a constant current or constant resistance system and placed in a flowing stream perpendicularly to the flow, is subjected to sinusoidal vibrations of a fixed frequency and known amplitude in the surface parallel to the flow velocity. The voltage on the heated fiber is measured as a function of time. Gas flow velocity can be determined by means of two methods: on the basis of temporal analysis, or on the basis of frequency analysis.

4

Nowy opis charakterystyk termoanemometrów stałorezystancyjnych

60%

Kiełbasa J. , Rachalski A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

tom Vol. 14, no. 1-4

213--221

PL

P. Ligęza [5] zaproponował nowe równanie opisujące pracę anemometru stałorezystancyjnego w formie przyjmuje postać [wzór] (i) gdzie Iw2 (v) jest prądem zasilającym włókno anemometru, N = Rw /Rg jest współczynnikiem nagrzania włókna, Rw – rezystancją nagrzanego włókna, Rg – rezystancją włókna w temperaturze wzorcowania sondy, a v jest prędkością przepływającego medium. Stałe Ik2, vk i n, powiązał z parametrami a, b i n równania Kinga [1][wzór] (ii). Opracowanie to podaje inny sposób wyznaczania parametrów Ik2, vk i n, które wylicza się niezależnie od siebie. Z równania (i) po przekształceniu otrzymuje się bezwymiarową postać [wzór] pozwalającą na wyznaczenie parametrów równania. Pokazano, że parametry Ik2, vk są zależne od średnicy grzanych włókien, a wykładnik n = n(v) dla v z zakresu 0 do 5 m/s jest monotonicznie malejącą funkcją prędkości przepływu oraz, że zależy on także od współczynnika nagrzania N i temperatury płynącego gazu.

EN

Paweł Ligęza derived a new equation governing the operation of constant-resistance anemometers, given as: [formula] (i) where Iw2 (v) is the current supplying the anemometer wire, N = Rw /Rg wire overheating ratio, Rw – resistance of a hot wire, Rg – wire resistance at the calibration temperature, v - velocity of the flowing medium. The constants Ik2, vk are related to the parameters, a, b, n in the King equation [1][formula] (ii). This study suggests a different approach to finding the parameters Ik2, vk, n, which are to be computed independently. Rearranging (i) yields a dimensionless equation: [formula] and the relevant parameters can be determined accordingly. It is demonstrated that parameters Ik2, vk are dependent on the hot wire diameter and that the exponent n = n(v) for v in the range 0-5 m/s is a monotonically decreasing function of flow velocity and is associated with the overheating ratio N and the temperature of the flowing gas.

5

The hot-wire anemometer

60%

Kiełbasa J.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

tom Vol. 59, no. 2

467--475

EN

This study analyses the behaviour of a hot-wire anemometer incorporated into a bridge circuit in the function of the voltage Uz supplying the bridge circuit and hence the current Iw flowing through the hot wire. The dependence of differential voltage ΔU on Iw and the value of derivative d(ΔU)/dIw as a function of the current supplying the hot-wire element were determined. These data enable the determination of working conditions of the constant-resistance (i.e. the constant-temperature) hot-wire anemometer.

PL

W artykule analizowano zachowanie się grzanego włókna włączonego w mostek w zależności od napięcia Uz zasilania mostka, a co za tym idzie od prądu Iw płynącego przez grzane włókno. Wyznaczono napięcie różnicowe ΔU(Iw) oraz wielkość pochodnej d(ΔU)/dIw jako funkcje prądu zasilania włókna. Te dane pozwalają na wyznaczenie warunków pracy grzanego włókna jako anemometru stałorezystancyjnego (stałotemperaturowego).

6

Wyznaczenie parametrów w równaniu opisującym anemometr stałorezystancyjny

60%

Kiełbasa J.

|

tom R. 58, nr 12

1037-1039

PL

W artykule zaprezentowano inne podejście do tzw. prawa Kinga, które wiąże prąd Iw zasilający włókno anemometru cieplnego z jego rezystancją Rw, temperaturą włókna Tw, temperaturą napływającego medium Tg, prędkością medium v a także trzema parametrami a, b i n, które określa się w procesie wzorcowania sond. W artykule za Ligęzą [5] wprowadza się tzw. prąd normujący Ik oraz prędkość normującą vk, które jednak definiuje się odmiennie. Dzięki temu można wyznaczyć niezależnie wykładnik n.

EN

The King's law describes heat losses of a thin heated wire in relation to the flow velocity and the type of flowing medium. This formula was derived under the following assumptions: the flow is potential, the flow velocity is uniform in the vicinity of the wire and the flowing medium does not change its composition and the physical properties regardless of the velocity and the temperature. Under the above conditions the asymptotic solution has a form: [wzór] Then, it turned out that the real characteristics of anemometers differed from the above relationship. Numerous authors modified Eq. 1 by introducing the term v0,5 instead of vn . The constant resistance anemometer can be described by Eq. 2. The dimension of term bvn is changeable since it depends on n, therefore parameters b and n cannot be determined unambiguously. Ligęza [5] proposed a solution to this problem by introducing the characteristic current Ik and the standard velocity vk. In such approach Eq. 2 takes the form of Eqs. 3 and 4. The author rewrote Eq. 3 to the form of Eq. 5, in which the values related to the current are on the left side and the values related to the velocity are on the right side. If the left side equals 1, the flow velocity v is equal to vk regardless of the value of exponent n. After logarithming Eq. 5. side by side we obtain the n(v) dependence.

7

Identification of coefficients describing constant-resistance anemometer

51%

Kiełbasa J.

|

2011

|

tom Vol. 56, no 3

499-505

EN

An experimental method for direct determination of coefficients describing constant-resistance anemometer has been presented (Ligęza, 2005, 2007). In contrast to former methods, each of three parameters of the anemometer equation […] is fit independently. The results suggest that the exponent n has a value close to 0.5 and increases when speed of fl owing medium decreases. Moreover, it can be shown that the value of the exponent n is relatively insensitive to changes of the anemometer overheating ratio value N.

PL

Pracę anemometru stałorezystancyjnego opisuje się zależnością [...]. Równania te uzyskane przez Kinga (1914) (dla vd >> 0.018 cm2/s, gdzie v jest prędkością medium a d średnicą grzanego włókna) mają w wykładniku przy v wartość 0.5 i tylko dla takiej wartości parametr B ma fizykalny sens. Jednakże wyznaczając z danych eksperymentalnych stałe A, B i n często n jest zawarte w przedziale 0.4 do 0,6 a nawet w szerszym. I wówczas interpretacja fizyczna zawodzi. Drugim problemem jest wyznaczanie stałych A, B i n. Na Rys. 5 przedstawiono zależność […] jako funkcję […], na którym widzimy, że nachylenie krzywych dla […] zmierzającego do zera zbliżą się do wartości 0.5 a dla mniejszych wartości rośnie co dowodzi, że wykładnik n nie jest stały a zależy od prędkości przepływu v.

8

Angle-dependent characteristics of thermal detector of flow reversal

51%

Kiełbasa J.

|

2001

|

tom Vol. 46, nr 1

85-99

EN

The paper deals with the theoretical and experimentally obtained angle-dependent characteristics of two-wire thermal sensor operating in a bridgeless CTA circuit. The distinctive feature of theoretical curves is that the distance between the wires is provided. A simple case, when the sensor is used as the flow reversal detector, was investigated in the work of Kiełbasa (Kiełbasa 2000 a). Several sensors were tested in a wind tunnel. The detailed procedure was presented in the quoted paper. The sensor, fitted in a rotating holder, was placed in the wind tunnel. The measured parameter was the voltage difference across the wires depending on flow velocity and the angle' of sensor positioning with respect to the velocity vector. Functions F(ro,l,h,4>), F(ro,l,h,ij/) were determined from measurement data, then compared to the theoretical results. Any deviations from the theoretical model were explained as the consequence of thermal convection and deformation of the velocity field due to the presence of wires and support prongs. Two families of characteristic curves are considered depending on whether the hot wires rotate within the plane determined by the wires or whether they turn round the wires' axis of symmetry, that is the plane determined by the wires rotates.

PL

W artykule analizuje się teoretyczne i eksperymentalne charakterystyki kątowe czujnika dwuwłóknowego z oddziaływaniem cieplnym pracującego w układzie bezmostkowego anemometru stałotemperaturowego. Przypadek, gdy płaszczyzna utworzona przez włókna jest równoległa do prędkości przepływu a same włókna pozostają do niej prostopadle jest opisany teoretycznie w pracy (Kiełbasa 2000 a). Tu rozpatruje się przypadek ogólny, gdzie prędkość przepływu może być dowolnie ustawiona w stosunku do czujnika. Położenie to określają dwa kąty: <^> który jest kątem między wektorem prędkości a normalną do włókien i kąt i// będący kątem pomiędzy wektorem prędkości a płaszczyzną, w której leżą włókna. Podano ogólne rozwiązanie na różnicę temperatur między włóknami. Przeprowadzono obliczenia numeryczne dla kilku prędkości przepływu powietrza. Wyniki ilustrują krzywe na Rys. 4-7. Krzywe teoretyczne rozróżnia odległość między włókno wa. Kilka czujników poddano badaniom eksperymentalnym w tunelu aerodynamicznym. Metodykę postępowania opisano w pracy (Kiełbasa - 2000 a). Czujnik zamocowany w specjalnym obrotowym uchwycie umieszczono w tunelu aerodynamicznym. Mierzono różnicę napięć na włóknach jako funkcję prędkości przepływu i kąta ustawienia sondy w stosunku do wektora prędkości. Z danych pomiarowych wyznaczono opisane funkcje F(ro,I,h,4>) i F(ro,I,h,ij/) porównywano z danymi wyliczonymi z teorii. Odchylenia od teoretycznego modelu wyjaśniono wpływem konwekcji cieplnej oraz deformacją pola prędkości wywołaną włóknami i wspornikami. W eksperymencie rozpatruje się dwie rodziny charakterystyk kątowych w zależności od tego czy obrót grzanych włókien czujnika odbywa się w płaszczyźnie wyznaczonej przez te włókna czy też obrót następuje wokół osi symetrii włókien czyli obraca się płaszczyzna włókien.