Термоанемометр

Назначение

Непрерывное измерение скорости воздуха и определение направления его движения.

Область применения

Контроль движения воздуха в вентиляционных каналах проветривания подземных рудников, в установках для подачи воздуха в технологических процессах предприятий различных отраслей.

Принцип действия

Метод измерения теплометрический. Принцип работы термоанемометра основан на эффекте охлаждения нагретого объекта потоком флюида.

Состав системы

Преобразователь состоит из приемной камеры, преобразователя ПП-140 (ПП-140-1) с индикацией показаний и токовым выходом для подключения внешних устройств.

Достоинства и преимущества

Термоанемометр отличается использованием современных термочувствительных элементов, технических конструктивов, учитывающих требования эксплуатации в промышленных условиях.

Состав термоанемометр

Термоанемометр состоит из приемной камеры и преобразователя ПП-144 с индикатором скорости воздуха и токовым выходом для подключения внешних устройств.

Рис. 0

Способ монтажа.

Камера приемная устанавливается на крепежных болтах в непосредственной близости от воздуховодного канала. Воздухоотборные трубки вводятся в канал через отверстия. Приемная камера устанавливается непосредственно в воздуховодном канале и своим основанием крепится болтами на ровной поверхности. Ось приемной камеры должна совпадать с направлением потока воздуха. Преобразователь ПП-144 может устанавливаться вне воздуховодного канала путем крепления на ровной поверхности болтами и соединяется с приемной камерой электрическим кабелем.

Основным уравнением такого теплового преобразования является уравнение теплового баланса, физический смысл которого, состоит в том, что количество теплоты Qвх, поступающей к преобразователю, равно количеству отдаваемой теплоты. В общем случае эта формула выглядит следующим образом.

Qвх = Qп + Qср + Qконв + Qизл (1),

где Qп - тепловой поток за счет теплопроводности через преобразователь; Qср - тепловой поток за счет теплопроводности в окружающую среду; Qконв - тепловой поток за счет конвекции; Qизл - тепловой поток за счет теплового излучения.

Для термоанемометра, датчик которого выполнен в виде нити, нагреваемой электрическим током, эффект сноса теплоты потоком превосходит остальные охлаждающие факторы и уравнение приобретает вид:

I²R=S(TA-T)*x (2)

где I- значение тока, протекающего через нить; R- сопротивление нити; S- площадь поверхности нити; TA- температура термоанемометра; T- температура потока; x- коэффициент теплоотдачи датчика в потоке.

Коэффициент теплоотдачи x при искусственной конвекции и перпендикулярном расположении нити к направлению движения потока выражается формулой:

x= Kk*Re*n*Pr*0,4 (3)

где Kk - коэффициент, определяемый конструкцией датчика и физическими свойствами потока; Re - критерий Ренольдса; n - эмпирический коэффициент; Pr - критерий Прандтля (для газов Pr = 1). Значения Kk, n,и Pr для термоанемометра, выполненного в виде нагреваемой нити, для однофазного потока флюида достаточно легко определяются, что позволяет использовать в этих условиях термоанемометр как измерительный расходомер. При скоростях потока близких к нулю происходит естественная конвекция и в формуле (2) должен использоваться коэффициент естественной теплоотдачи, значение которого зависит от теплофизических свойств флюида. К сожалению, в связи со специфическими условиями (высокое давление, электропроводящая окружающая среда и пр.) в условиях скважины использовать открытую нагреваемую нить невозможно, поэтому скважинные термоанемометры выполняются в виде достаточно сложной конструкции, включающей обычно раздельные нагреватель и термопреобразователь, помещенные в защитный металлический корпус. Такой датчик скважинного термоанемометра имеет форму не тонкой нити, а объемного цилиндра, расположенного вдоль потока, и который к тому же имеет хороший тепловой контакт с корпусом скважинного прибора.

Температура	21.2	40.0	50.0	60.0	70.0	21.2	40.0	50.0	60.0	70.0
Скорость потока, Гц	СТА, Гц					СТА1
10.0	0.5	-0.1	-1.7	-1.6	-0.4	19.2	17.9	17.4	16.4	15.1
20.0	20.3	21.5	19.5	21.1	20.4	23.4	21.9	21.6	20.3	19.5
30.0	30.6	28.9	32.2	28.5	29.3	25.3	24.7	24.1	23.6	22.6
40.0	40.9	38.0	39.1	38.6	40.6	27.2	27.1	26.5	26.2	25.1
50.0	51.8	47.9	50.9	49.8	52.0	29.0	29.4	28.5	28.4	27.5