2.1.3. Измерение скорости движения воздуха

Для измерения скорости движения воздуха применяют анемомет­ры крыльчатые и чашечные.

При замерах скоростей движения воздуха в диапазоне 0,5-10 м/с применяют крыльчатые анемометры (рис. 12.2). Приемная часть анемометра представляет собой легкую крыльчатку, посаженную на получервячную ось, внутри которой натянута стальная струна, слу­жащая осью крыльчатки. Вращение крыльчатки посредством зубчатой передачи редуктора передается на стрелки прибора. Включение и вы­ключение механизма производится арретиром. Порог чувствительно­сти прибора 0,2 м/с.

Рис. 12.2. Крыльчатый Рис. 12.3. Чашечный

анемометр анемометр

В чашечном анемометре (рис. 12.3) приемной частью служит крестовина с четырьмя полушариями, укрепленная на вертикальной оси и защищенная от механических повреждений проволокой. Под действием ветра полушария вращаются, что отмечается счетчиком, включаемым арретиром.

Чашечные анемометры применяют при замерах больших скоро­стей (до 15-18 м/с) и в условиях часто меняющихся направлений или турбулентных движений воздуха. Пределы измерения - 9-20 м/с, по­рог чувствительности - 0,8 м/с.

При проведении измерений записывают первоначальное показа­ние стрелки по всем шкалам. Через некоторое время (10-20 с) после начала вращения крыльчатки с постоянной скоростью одновременно включаются счетчик прибора и секундомер. По секундомеру отмеча­ется начало пуска и время измерения. Продолжительность каждого измерения для удобства расчетов устанавливается 100 или 150 с. По­сле этого счетчик и секундомер выключают и записывают их конеч­ные показания. Измерения повторяют 3-4 раза, так как точность из­мерения зависит от точности совпадения времени включения анемо­метра и секундомера.

Скорость воздушного потока в делениях шкалы анемометра N_aH, определенная по отношению разности между показаниями анемомет­ра (n₂ - n₁) и времени измерения t, находится по формуле

2

(12.1)

N„„ =■

a₁ + a₂ + ... + a_n

^ti +¹2 +... + ^t

n

где ai, а2, ..., an = (n2 - ni), (П4 - П3), ..., (nn - Пп-i) - разность между от­счетами; t₁, t₃, ..., t_n - продолжительность отсчета, с.

Скорость движения воздуха (м/с) определяется по калибровочным графикам приборов.

Для замера малых скоростей движения воздуха может быть ис­пользован кататермометр спиртовой с цилиндрическим или шаро­вым резервуаром внизу, который переходит в капилляр с расширени­ем его в верхней части (рис. 12.4). Шкала кататермометра градуирова­на от 35 до 38°С в цилиндрическом приборе и от 33 до 40°С в шаро­вом приборе; средняя точка шкалы 36,5°С.

Рис. 12.4. Кататермометр: а - цилиндрический; б - шаровой

Действие кататермометра основано на охлаждении его резервуара в зависимости от метеорологических условий среды, в частности от скорости движения воздуха. Количество тепла, теряемое с 1 см² по

­

верхности резервуара, называется фактором кататермометра F и указывается на обратной стороне поверхности прибора.

(12.2)

Разделив F на время t, с, охлаждения кататермометра с 38 до 35°С, получим охлаждающую силу воздуха f, Дж/(см ■ с):

'=F

Порядок работы с кататермометром следующий. Прибор погружа­ется в воду, нагретую до 60-70°С (но не более 80°С во избежание кипе­ния спирта и разрыва резервуара), и держат его в воде до заполнения спиртом 1/5-1/3 объема верхнего расширения капилляра. Затем ката­термометр вынимают из воды, тщательно вытирают и устанавливают в исследуемом месте на максимально возможном удалении от излучаю­щих тепло поверхностей. Прибор охлаждается окружающим воздухом. По достижении столбиком спирта отметки 38 °С включают секундомер и замеряют время охлаждения прибора (t, с) на 3° (до 35°С). Далее расчет­ным путем определяют охлаждающую силу воздуха по формуле (12.2).

Скорость движения воздуха определяют по эмпирическим формулам:

а) для скорости движения воздуха менее 1 м/с

f

V :

2

0,2

AT

(12.3)

0,4

б) для скорости движения воздуха более 1 м/с

^f

0,13

AT

V

0,47

(12.4)

₂

где f - охлаждающая сила воздуха, Дж/(см ■ с); AT - разность между средней температурой кататермометра (36,5°С) и температурой окру­жающего воздуха, °С.

если она мень-

^f

Выбор формулы определяется величиной

AT

ше 0,6, расчет ведется по формуле (12.3), если больше - по форму­ле (12.4)

.