Charakterystyki kątowe cieplnego indykatora zwrotu przepływu

Autor: J. Kiełbasa

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.