Інтегральний термоанемометр для вимірювання середньої температури і витрати повітря в каналах, на виходах анемостатів і в вентиляційних решітках
Ключові слова:
термоанемометр, вимірювання, чутливий елементАнотація
Під час створення систем вентиляції важливо правильно розрахувати обсяги припливу і відпливу повітря. Якщо під час розрахунку допущена помилка або потрібен перерозподіл потоків повітря, без вимірювань не обійтися. Існуючі способи визначення витрати повітря за допомогою точкових вимірювань в перерізі трудомісткі і вимагають значних витрат часу, а зняття показань в різні моменти часу привносить в результат значну похибку. В Інституті проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України розроблений термоанемометр нової конструкції, використання якого значно спрощує вимірювальний процес. Він дозволяє проводити вимірювання середніх значень температури і швидкості (витрати) повітря в перерізі повітропроводів або на входах і виходах решіток і анемостатів. Прилад може використовуватися в режимі реального часу для контролю і керування витратою і температурою повітря в системах вентиляції. Зонд термоанемометра включає порожнистий каркас з направляючими, на які укладено чутливий елемент. Принцип роботи приладу полягає в зміні коефіцієнта тепловіддачі за різної швидкості натікання повітря. Попередньо в лабораторних умовах проводиться градуювання термоанемометра за різних швидкостей. Отримано градуйовану залежність, яка може використовуватися під час вимірювань витрати повітря на входах і виходах повітророзподільних пристроїв і безпосередньо в повітроводах. Для підвищення точності вимірювань необхідно забезпечити кут натікання повітряного потоку на зонд термоанемометра, що дорівнює 90°. Для цього використовуються спеціальні повітрозбірники і випрямлячі повітряного потоку.Посилання
O'Sullivan, J., Ferrua, M., Love, R., Verboven, P., Nicolaï, B., & East, A. (2014). Airflow measurement techniques for the improvement of forced-air cooling, refrigeration and drying operations. Journal of Food Engineering, vol. 143, pp. 90–101. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.06.041.
Ower, E. & Pankhurst, R. C. (2014). The Measurement of Air Flow. United Kingdom, Oxford: Pergamon, 384 p.
Ikeya, Y., Örlü, R., Fukagata, K., Alfredsson, P. H. (2017). Towards a theoretical model of heat transfer for hot-wire anemometry close to solid walls. International Journal of Heat and Fluid Flow, vol. 68, pp. 248–256. https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2017.09.002.
Saremi, S., Alyari, A., Feili, D., & Seidel, H. (2014). A MEMS-based hot-film thermal anemometer with wide dynamic measurement range. Proceedings IEEE Conferences on Sensors (SENSORS’2014). Valencia, Spain, 2–5 November 2014, pp. 420–423. https://doi.org/10.1109/ICSENS.2014.6985024.
Burgess, W. A., Ellenbecker, M. J., & Treitman, R. D. (2004). Airflow measurement techniques. Ventilation for control of the work Environment. USA, New Jersey, Hoboken: Wiley-Interscience, 440 p. https://doi.org/10.1002/0471667056.ch3.
Manshadi, M. D. & Esfeh, M. K. (2012). A new approach about heat transfer of hot-wire anemometer. Applied Mechanics and Materials, vol. 232, pp. 747–751. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.232.747.
Örlü, R. & Vinuesa, R. (2017). Thermal anemometry. In: Discetti S., Ianiro A. (eds.) Experimental Aerodynamics. USA, Florida: CRC Press, pp. 257–304. https://doi.org/10.1201/9781315371733-12.
Taratyrkin, K. Ye. & Chernoivanov, D. V. (2017). Otsenka tochnosti opredeleniya raskhoda vozdukha v sistemakh ventilyatsii pri ikh pasportizatsii [Evaluation of the accuracy of determining the air flow rate in ventilation systems during their certification]. Ventilyatsiya, otopleniye, konditsionirovaniye vozdukha, teplosnabzheniye i stroitelnaya teplofizika – Ventilation, Heating, Air Conditioning, Heat Supply and Building Thermal Physics, no. 3, pp. 54–59 (in Russian).
Care, I. & Arenas, M. (2015). On the impact of anemometer size on the velocity field in a closed wind tunnel. Flow Measurement and Instrumentation, vol. 44, pp. 2–10. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2014.11.007.
Foss, J. F., Peabody, J. A., Norconk, M. J., & Lawrenz, A. R. (2006). Ambient temperature and free stream turbulence effects on the thermal transient anemometer. Measurement Science and Technology, vol. 17, no. 9, pp. 2519–2526. https://doi.org/10.1088/0957-0233/17/9/020.
Tsakanyan, O. S. & Koshel, S. V. (2005). Issledovaniye teplootdachi i aerodinamicheskogo soprotivleniya provolochnykh konstruktsiy teploobmennykh poverkhnostey. Chast 1. Spiralnyye i reshetchatyye poverkhnosti teploobmena [Research of heat transfer and aerodynamic resistance of wire structures of heat exchange surfaces. Part 1. Spiral and lattice heat transfer surfaces]. Problemy mashinostroyeniya – Journal of Mechanical Engineering, vol. 8, no. 3, pp. 22–29 (in Russian).
Tsakanyan, O. S. & Koshel, S. V. (2008). Teploobmen spiralno-toroidalnykh poverkhnostey pri peremennykh uglakh ataki potoka [Heat transfer of spiral-toroidal surfaces at variable angles of attack of the flow]. Problemy mashinostroyeniya – Journal of Mechanical Engineering, vol. 11, no. 2, pp. 24–31 (in Russian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Oleh S. Tsakanian, Serhii V. Koshel
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
