Die wichtigsten Verwendungszwecke und Funktionsprinzipien eines Anemometers
1. Messen Sie die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit und -richtung.
2. Messen Sie die pulsierende Geschwindigkeit und ihr Frequenzspektrum der einströmenden Strömung.
3. Messen Sie die Reynolds-Spannung in Turbulenzen sowie die Geschwindigkeits- und Zeitabhängigkeiten zwischen zwei Punkten.
4. Messen Sie die Scherspannung der Wand (normalerweise mit einer Heißfilmsonde, die bündig mit der Wand platziert wird, ähnlich wie bei der Geschwindigkeitsmessung).
5. Messen Sie die Flüssigkeitstemperatur (messen Sie vorab die Kurve des Sondenwiderstands, der sich mit der Flüssigkeitstemperatur ändert, und bestimmen Sie dann die Temperatur basierend auf dem gemessenen Sondenwiderstand.
Funktionsprinzip des Anemometers
Das Grundprinzip eines Anemometers besteht darin, einen dünnen Metalldraht in eine Flüssigkeit zu legen, Strom anzulegen, um den Draht zu erhitzen und seine Temperatur über die Temperatur der Flüssigkeit zu erhöhen. Daher wird das Metalldraht-Anemometer als „Heißdraht“ bezeichnet. Wenn die Flüssigkeit in vertikaler Richtung durch den Metalldraht fließt, entzieht sie dem Draht einen Teil der Wärme, wodurch die Temperatur des Drahts sinkt. Nach der Theorie des erzwungenen konvektiven Wärmeaustauschs lässt sich ein Zusammenhang zwischen der vom Hitzdraht abgeführten Wärme Q und der Geschwindigkeit v des Fluids ableiten. Eine Standard-Hitzdrahtsonde besteht aus zwei Halterungen, die mit einem kurzen und dünnen Metalldraht gespannt sind. Metalldrähte bestehen normalerweise aus Metallen mit hohem Schmelzpunkt und guter Duktilität, wie Platin, Rhodium, Wolfram usw. Der üblicherweise verwendete Drahtdurchmesser beträgt 5 μm und die Länge 2 mm; der kleinere Sondendurchmesser beträgt nur 1 μm und die Länge 0,2 mm. Je nach Verwendungszweck wird die Hitzdrahtsonde auch als Doppeldraht, Dreifachdraht, Schrägdraht, V--Form, X--Form usw. hergestellt. Um die Festigkeit zu erhöhen, wird manchmal Metallfolie anstelle von Metalldraht verwendet. Üblicherweise wird ein dünner Metallfilm auf ein wärmeisoliertes Substrat aufgesprüht, der als Heißfilmsonde bezeichnet wird. Die Hotline-Sonde muss vor der Verwendung kalibriert werden. Die statische Kalibrierung wird in einem speziellen Standard-Windkanal durchgeführt, wobei die Beziehung zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Ausgangsspannung gemessen und in eine Standardkurve übertragen wird; Die dynamische Kalibrierung erfolgt in einem bekannten pulsierenden Strömungsfeld oder durch Hinzufügen eines pulsierenden elektrischen Signals zum Heizkreis eines Anemometers, um den Frequenzgang des Hitzdrahtanemometers zu überprüfen. Bei schlechtem Frequenzgang kann dieser durch entsprechende Kompensationsschaltungen verbessert werden.
