Três anemômetros comumente usados e suas soluções
1. Anemômetro térmico
Um instrumento de medição de velocidade que converte sinais de velocidade de fluxo em sinais elétricos e também pode medir a temperatura ou densidade do fluido. O princípio é colocar um fio metálico fino (chamado fio quente) que é aquecido por eletricidade no fluxo de ar. A dissipação de calor do fio quente no fluxo de ar está relacionada à vazão, e a dissipação de calor causa uma mudança na temperatura do fio quente e uma mudança na resistência. O sinal de vazão é então convertido em um sinal elétrico. Possui dois modos de funcionamento: ① corrente constante. A corrente através do fio quente permanece constante e, quando a temperatura muda, a resistência do fio quente muda, resultando em uma mudança na tensão em ambas as extremidades, medindo assim a vazão. ② Tipo de temperatura constante. A temperatura da linha direta permanece constante, como 150 graus, e a vazão pode ser medida com base na corrente aplicada necessária. O tipo de temperatura constante é mais amplamente utilizado do que o tipo de corrente constante.
O comprimento do fio quente está geralmente na faixa de 0,5-2 milímetros e o diâmetro está na faixa de 1 a 10 micrômetros. O material usado é liga de platina, tungstênio ou platina e ródio. Se um filme metálico muito fino (menos de 0,1 mícron de espessura) for usado em vez de um fio metálico, ele é chamado de anemômetro de filme quente, que funciona de forma semelhante a um fio quente, mas é usado principalmente para medir a velocidade do fluxo de líquido. Além do tipo comum de linha única, a linha direta também pode ser uma combinação do tipo linha dupla ou linha tripla, usada para medir componentes de velocidade em várias direções. A saída do sinal elétrico da linha direta, após amplificação, compensação e digitalização, pode ser inserida no computador para melhorar a precisão da medição, completar automaticamente o processo de pós-processamento de dados, expandir a função de medição de velocidade e medir simultaneamente valores instantâneos e médios, velocidades combinadas e parciais, intensidade de turbulência e outros parâmetros de turbulência. Comparado aos tubos pitot, o anemômetro de fio quente possui um volume de sonda menor e menos interferência com o campo de fluxo; Resposta rápida, capaz de medir velocidade de fluxo instável; Tem a vantagem de poder medir velocidades muito baixas (como 0,3 metros por segundo).
Ao usar uma sonda termicamente sensível em turbulência, o fluxo de ar de todas as direções impacta simultaneamente o elemento térmico, o que pode afetar a precisão dos resultados da medição. Ao medir em turbulência, a leitura do sensor de fluxo do anemômetro térmico é frequentemente maior do que a da sonda rotativa. O fenômeno acima pode ser observado durante a medição da tubulação. De acordo com diferentes projetos de gerenciamento de fluxo turbulento em dutos, isso pode ocorrer até mesmo em baixas velocidades. Portanto, o processo de medição do anemômetro deve ser realizado na seção reta da tubulação. O ponto inicial do trecho reto deverá estar no mínimo 10 × D (D=diâmetro do tubo, em CM) fora do ponto de medição; O ponto final deve estar pelo menos 4 × D atrás do ponto de medição. A seção transversal do fluido-não deve ter obstruções (arestas, saliências, objetos, etc.).
2. Anemômetro de impulsor
O princípio de funcionamento da sonda do impulsor de um anemômetro baseia-se na conversão da rotação em sinais elétricos. Primeiro, ele passa por um cabeçote sensor de proximidade para “contar” a rotação do impulsor e gerar uma série de pulsos. Em seguida, é convertido e processado por um detector para obter o valor da velocidade. A sonda de grande-diâmetro (60 mm, 100 mm) do anemômetro é adequada para medir fluxo turbulento com velocidades médias a baixas (como em saídas de tubulações). A sonda de pequeno-diâmetro de um anemômetro é mais adequada para medir o fluxo de ar em tubulações com uma área-de seção transversal maior que 100 vezes a da sonda.
3. Anemômetro de tubo Pitot
Inventado pelo físico francês H. Pito no século XVIII. Um tubo pitot simples possui um tubo fino de metal com um pequeno orifício na extremidade como tubo guia de pressão, que mede a pressão total do fluido na direção do feixe de fluxo; Outro tubo de pressão é conduzido para fora da parede principal da tubulação, próximo à frente do tubo fino de metal, para medir a pressão estática. O manômetro diferencial é conectado a dois tubos de pressão e a pressão medida é a pressão dinâmica. De acordo com o teorema de Bernoulli, a pressão dinâmica é proporcional ao quadrado da velocidade do fluxo. Portanto, a velocidade do fluxo do fluido pode ser medida usando um tubo pitot. Após melhorias estruturais, torna-se um tubo pitot combinado, ou seja, tubo pitot de pressão estática. É um tubo de camada dupla dobrado em ângulo reto. A manga externa e a manga interna são seladas e há vários pequenos orifícios ao redor da manga externa. Ao medir, insira esta luva no meio da tubulação medida. A boca do invólucro interno está voltada para a direção do feixe de fluxo e as aberturas dos pequenos orifícios ao redor do invólucro externo são perpendiculares à direção do feixe de fluxo. Neste ponto, a diferença de pressão entre os invólucros interno e externo pode ser medida para calcular a velocidade do fluxo do fluido naquele ponto. Os tubos Pitot são comumente usados para medir a velocidade de fluidos em tubulações e túneis de vento, bem como em rios. Se a velocidade do fluxo de cada seção for medida de acordo com os regulamentos, ela pode ser integrada para medir a vazão do fluido na tubulação. Mas quando o fluido contém uma pequena quantidade de partículas, ele pode bloquear o orifício de medição, por isso é adequado apenas para medir a vazão de fluidos sem partículas. Assim, os tubos pitot também podem ser usados para medir a velocidade do vento e a vazão, que é o princípio dos anemômetros de tubo pitot.
