Термоанемометрические измерения параметров газовых потоков (96

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рис. 12. Внешний вид прибора и зонда:

1 – сенсор потока воздуха; 2 – сенсор температуры; 3 – защитное кольцо; 4 – телескопическая трубка; 5 – ручка; 6 – разъем для подключения блока питания; 7 – ввод кабеля измерительного зонда; 8 – разъем для подключения компьютера; 9 – кнопка «ВКЛ/ВЫКЛ»; 10 – кнопка «Выбор»; 11 – кнопка « » («Дальше»); 12 – индикатор

Прибор позволяет записывать измеренные значения вручную или автоматически, а также просматривать записанные значения. В автоматическом режиме запись измеренных значений производится через установленный интервал, который может быть задан от 1 с до 18 ч с шагом 1 с. Емкость памяти составляет 512 ячеек. Кроме того, предусмотрена возможность очистки памяти, что позволяет стирать информацию, накопленную в память.

Питание термоанемометра осуществляется от аккумуляторной батареи. Независимо от того, включен он или нет, прибор производит постоянный контроль состояния аккумуляторной батареи и автоматическую подзарядку при подключении к нему блока питания.

Когда напряжение достигает 5,6 В, аккумуляторная батарея полностью заряжена и процесс подзарядки прекращается.

В приборе предусмотрена сигнализация разряда аккумулятор-

ной батареи. Если символ аккумуляторной батареи (рис. 13, а) на индикаторе присутствует постоянно, то это означает, что бата-

рея разряжена не более чем на 80 %. Если символ мигает, то батарея разряжена более чем на 90 %. При полном разряде аккумуляторной батареи прибор автоматически выключается, а

на индикаторе отображается мигающий символ . Проверить

21

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

состояние аккумуляторной батареи можно при выключенном приборе и неподключенном блоке питания (на индикаторе отобразится символ аккумуляторной батареи) кратковременным нажатием кнопки « ». На индикаторе в течение 2 с будет отображаться напряжение аккумуляторной батареи (рис. 13, б).

Рис. 13. Индикатор выключенного прибора:

а – прибор выключен; б – индикация напряжения аккумулятора (например: 4,87 В)

При подключении блока питания, в том числе и при выключенном приборе, на индикаторе также отображается значение напряжения аккумуляторной батареи.

Внимание! Если в течение 15 мин не была нажата ни одна из кнопок прибора, не было обмена данными с компьютером и не был включен режим автоматической записи, то прибор автоматически выключается!

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Измерение профиля скорости

1. Установите прибор на ровную твердую поверхность.

2. Закрепите ручку зонда зажимом координатного устройства так, чтобы точка на головке индикатора была направлена навстречу потоку воздуха, как это показано на рис. 14.

3. Установите координатное устройство с зондом в начальное положение (на ниж-

Рис. 14. Головка зонда нюю границу области измерения).

4. Сдвиньте (если зонд открыт) кольцо сенсорной головки зонда для изоляции сенсора скорости потока воздуха от окружающей среды.

22

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рис. 15. Показания индикатора после автокалибровки

5.Нажмите кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ» для включения прибора и проведения автокалибровки. На индикаторе появятся цифры, соответствующие обратному отсчету времени: от 12 до 0. По окончании автокалибровки на индикаторе прибора отобразится нулевое значение (допустимо значение не более 0,005) скорости потока (рис. 15).

Если значение скорости потока не равно 0, повторите автокалибровку через 30 с. Если прибор включить раньше, то автокалибровка производиться нe будет, а на индикаторе отобразятся цифры обратного отсчета: от 5 до 0.

6.Сдвиньте кольцо сенсорной головки зонда в рабочее положение.

На индикаторе отобразится значение величины скорости потока воздуха и буква F в правом верхнем углу (рис. 16, а). Кратковременное нажатие кнопки « » выведет на индикатор значение текущей температуры и символ ◦С в правом нижнем углу (рис. 16, б).

Повторное кратковременное нажатие кнопки « » возвращает значение скорости воздуха.

Рис. 16. Измеряемые значения:

а– скорость (например: 1,45 м/с); б – температура (например: 23,4 ◦C)

7.Для записи в память измеренных значений температуры и скорости потока воздуха кратковременно нажмите кнопку «Выбор». На индикаторе отобразится номер ячейки памяти (например: 1), в которую будут занесены значения температуры и скорости потока воздуха (рис. 17, а). При переполнении памяти на индикаторе появится условное обозначение, представленное на рис. 17, б. Через 2 с прибор вернется в режим измерения.

8.Переместите с помощью координатного устройства зонд в следующую точку.

23

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рис. 17. Сохранение в памяти:

а– номер заполненной ячейки (например, ячейки 1); б – переполнение памяти

9.Повторите последовательно пункты 6—8.

10.Повторите пункты 6—9 столько раз, сколько это нужно для прохождения зондом всей области измерения.

11.Проведите измерения, пройдя область потока в обратном порядке с тем же шагом, что и ранее, повторяя пункты 6—10.

12.Еще раз пройдите зондом область в прямом направлении, выполняя пункты 6—10. Общее количество проходов должно быть не меньше трех.

13.Просмотрите записанные значения температуры и скоро-

сти потока воздуха, нажимая и удерживая кнопку « » более 2 с до появления на индикаторе номера ячейки памяти, в которую последний раз происходила запись, например, ячейки 5 (рис. 18, а). При отсутствии в памяти данных на индикаторе появится условное обозначение (рис. 18, б).

Рис. 18. Просмотр памяти:

а – номер последней заполненной ячейки (например, ячейки 5); б – заполненных ячеек нет

14. Кратковременно нажмите кнопку «Выбор». На индикаторе отобразится значение скорости потока воздуха, записанное в ячейку памяти 5. При повторном кратковременном нажатии кнопки «Выбор» на индикаторе отобразится значение температуры, записанное в памяти ячейки 5. Просматривая ячейки, заносите измеренные значения скорости и температуры в соответствующие графы протокола (см. ниже).

24

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Работу выполнил: Работу принял

Далее снова кратковременно нажмите кнопку «Выбор». На индикаторе отобразится номер просматриваемой ячейки памяти, как это показано на рис. 18, а. Для перехода к предыдущей ячейке памяти (4) кратковременно нажмите кнопку « », а для просмотра содержимого ячейки повторите описанные выше действия. Просмотр предыдущих ячеек памяти производят аналогично.

Внимание! Просмотр ячеек памяти возможен только в порядке убывания номеров.

15.Для выхода из режима просмотра измеренных значений нажмите и удерживайте кнопку « » более 2 с. На индикаторе появится измеряемое значение скорости потока воздуха.

16.В режиме измерений можно включить/выключить автоматическую запись в память с периодом, равным от 1 с до 18 ч, заданным с компьютера. Если не производилась установка периода записи с компьютера, то период записи равен 3 мин. Для включения автоматической записи нажмите и удерживайте кнопку «Выбор» более 2 с. Hа индикаторе появится надпись как на рис. 19, а. Через 2 с прибор вернется в режим измерения. Память прибора составляет 512 ячеек. После заполнения всех ячеек памяти запись прекращается. Для выключения автоматической записи нажмите и удерживайте кнопку «Выбор» более 2 с до появления на индикаторе надписи как на рис. 19, б.

25

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рис. 19. Обозначение режимов записи на индикаторе:

а– автоматическая запись включена; б – автоматическая запись выключена

17.Для очистки памяти нажмите и удерживайте кнопку « » более 2 с. На индикаторе появится надпись, отображающая количество заполненных до настоящего момента ячеек памяти (рис. 20, а). Удерживая кнопку « » нажатой, нажмите кнопку «Выбор» до появления на индикаторе надписи (рис. 20, б):

Рис. 20. Очистка памяти:

а– количество заполненных ячеек (например, 43); б – память очищена

18.После занесения всех данных в протокол, выключите прибор кнопкой «ВКЛ/ВЫКЛ», сдвиньте кольцо сенсорной головки зонда для изоляции сенсора скорости потока воздуха от окружающей среды и демонтируйте зонд из координатного устройства.

19.Сдайте прибор лаборанту.

Обработка результатов измерений

1. Произвести осреднение значений скорости и температуры в

изанести полученные средние значения в протокол.

2.Оценить дисперсию измеренных величин как среднее квад-

Результаты занести в протокол.

26

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

3.Построить профиль средней скорости.

4.Построить профиль средней температуры.

5.Обработать полученные профили скорости и температуры в соответствии с методикой лабораторной работы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.На чем основан принцип действия термоанемометра?

2.Какие требования предъявляют к датчику термоанемометра?

3.Какие существуют виды термоанемометров? Каковы их особенности?

4.В чем состоит принцип действия термоанемометра постоянной температуры?

5.Какова последовательность действий при измерении одного значения скорости термоанемометром ТТМ-2?

6.Какова последовательность действий при измерении нескольких значений скорости термоанемометром ТТМ-2, сохранение их в памяти и выводе на дисплей?

7.Какие бывают виды измерений? Как определить погрешность измерений? Что такое дисперсия измерения?

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение: Пер. с англ. М.: Мир. 1974.

2.Турбулентность и принципы применения / Пер. с англ.; Под ред.

У.Фроста и Т. Моулдена. М.: Мир. 1980.

3.Хинце И.О. Турбулентность. М.: ГИФМЛ, 1963.

4.Ярин Л.П., Генкин А.Л., Кукес В.И. Термоанемометрия газовых потоков. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.

5.Probes for Hot-ware Anemometry. Publication № 103-105-07. http://www.dantecdynamics.com.

6.Термоанемометр ТТМ-2. Руководство по эксплуатации и паспорт. М., 2006.

7.Бекнев В.С., Арбеков А.Н. Определение коэффициента лобового сопротивления крыла методом теоремы о количестве движения: Метод. указания к лабораторной работе по курсу ГДЛМ. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997.

8.Панков О.М., Щеголев Н..Л., Арбеков А.Н. Исследование изотермической турбулентной струи: Метод. указания к лабораторной работе по курсу МЖГ. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

9.Тойберт П. Оценка точности результатов измерений: Пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1988.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Теоретическая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Практическая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Учебное издание

Арбеков Александр Николаевич

ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ

Редактор А.К. Яковлева Корректор Г.С. Беляева

Компьютерная верстка В.И. Товстоног

Подписано в печать 01.07.2009. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 1,86. Тираж 100 экз. Изд. № 133.

Заказ

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.