Міністерство освіти і науки України

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

Спеціальність 8.092108

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторної роботи

«Вимірювання швидкості повітря за допомогою анемометра»

Затверджено

на засіданні кафедри

«ТГВ і ТВЕР».

Протокол № 7 від 11. 02. 2009 р.

Харків 2010

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи «Вимірювання швидкості повітря за допомогою анемометра» для студентів спеціальності 8.092108 «Теплогазопостачання і вентиляція» / Укладачі: О. В. Шушляков, О. Ю. Паламарчук – Харків: ХДТУБА, 2010. – 12 с.

Рецензент І. Р. Щекін

Кафедра «Теплогазопостачання, вентиляції та використання теплових вторинних енергоресурсів»

ВСТУП

Для визначення витрати повітря через калорифери, отвори, фрамуги вікон та ліхтарів можна використовувати різноманітні вимірювальні прилади, в тому числі чашкові та крильчаті анемометри.

Якщо отвір розташований на висоті, то для зручності проведення вимірювань анемометр укріплюється на дерев’яну рейку або спеціальний утримувач. Для вмикання та вимикання відлікового механізму до кронштейна кріпиться міцна нитка (шнур), кінці якої пропускаються через отвори в нерухомих консолях.

У процесі вимірювань оператор повинен тримати та пересувати анемометр таким чином, щоб не затуляти живий перетин отвору. З цією метою оператор повинен знаходитися збоку отвору для проходження повітря.

Мета роботи - вимірювання швидкості і витрати повітря в отворах і в робочій зоні за допомогою крильчатого і чашкового анемометрів.

1 Загальні відомості

Анемометр (від грецького анемос - вітер, і метрео - вимірювання) - вимірювальний прилад, призначений для визначення швидкості направлених повітряних і газових потоків.

Швидкість повітря є важливим параметром стану атмосфери і однією з головних характеристик повітряного потоку, яку необхідно враховувати під час проектування, монтажу, наладки і контролю систем вентиляції і кондиціонування. Як основний засіб вимірювання швидкості руху повітря застосовуються анемометри, що розрізняються між собою як за принципом дії, так і за технічними характеристиками.

Анемометр, як вимірювальний прилад, складається з трьох основних частин:

- приймальний пристрій (чутливий елемент анемометра, первинний перетворювач анемометра);

- вторинний перетворювач (механічний, пневматичний або електронний блок анемометра);

- відліковий пристрій (покажчик стрілки, шкала, індикатор, дисплей анемометра).

Рисунок 1 - Різні конструкції анемометрів

За принципом дії чутливих елементів анемометри підрозділяються на групи:

• загальмовані або дінамометричні анемометри;

• анемометри, що обертаються (чашкові, гвинтові, крильчаті) анемометри;

• анемометри поплавців;

• теплові анемометри (термоанемометри);

• вихрові анемометри;

• ультразвукові анемометри (акустичні);

• оптичні анемометри (лазерні, доплеровські).

Вимірювання швидкостей повітряних потоків проводиться: у робочій зоні і на робочих місцях, у припливних струменях, у відкритих робочих отворах укриттів, повітроприймальних і повітророзподільних пристроях, у повітропроводах, а також у транспортних, монтажних отворах і аераційних ліхтарях. Анемометри слід використовувати в діапазонах:

- 0,2 - 5 м/с - крильчаті або термоелектроанемометри;

- більше 5 м/с - чашкові анемометри.

2. Будова і принцип дії чашкового і крильчатого анемометрів

а) б)

а) чашковий анемометр; б) крильчатий анемометр

Рисунок 2 – Анемометри

Анемометр складається з крильчатки, укріпленої на вертикальній осі, корпуса, в якому розміщений лічильник оборотів. На циферблаті лічильника є три шкали, що показують тисячі, сотні і одиниці обертів.

Для формування напряму руху потоку і захисту від механічної дії крильчатка крильчатого анемометра розташовується всередині циліндричного кільця. Чашки чашкового анемометра виконані у вигляді півсфер, що забезпечує обертання крильчатки тільки в один бік, незалежно від напряму потоку (рис. 3).

Захист чашок від механічних пошкоджень забезпечується металевими дугами.

Рисунок 3 - Схема обертання крильчатки чашкового анемометра

Лічильник обертів умикається і вимикається спеціальним важелем. Для вимірювання швидкості потоку на висоті чашковий анемометр кріпиться до дерев'яного утримувача за допомогою гвинта на корпусі анемометра. При цьому до важеля кріпляться нитки, протягнуті через обмежувальні кільця.

Залежність між числом обертів осі і швидкістю руху газів установлюється під час тарирування анемометрів і подана в вигляді графіка, що додається до анемометра.

У процесі вимірювань крильчатий анемометр повинен установлюватися так, щоб вісь крильчатки співпадала з напрямом потоку і свідчення лічильника збільшувалися (обертання крильчатки за годинниковою стрілкою). Чашковий анемометр установлюється так, щоб вісь крильчатки була перпендикулярна напряму потоку.

Швидкість повітря в отворах слід вимірювати шляхом повільного (близько 5 - 10 см/с) зигзагоподібного переміщення анемометра по площині отвору (рис. 4).

Під час вимірювання швидкості повітря, що проходить через калорифери або фільтри, їх площі розбиваються на квадрати. Швидкості повітря вимірюються в центрах цих квадратів. Середня швидкість потоку розраховується як середнє арифметичне набутих значень.

Рисунок 4 - Схема вимірювання швидкості газу за допомогою анемометра

У процесі вимірювань не допускається затуляти собою живий перетин отвору. З цією метою, а також під час вимірювань у важкодоступних місцях, анемометри кріплять до дерев'яного утримувача необхідної довжини.

Вимірювання швидкості повітря слід проводити не менше трьох разів. Якщо розбіжність результатів вимірювань перевищує 5%, то слід провести додаткові виміри.

Під час вимірювань швидкостей повітря у вузьких щілинах і отворах місцевих відсмоктувань обичайка анемометра повинна примикати до кромок щілини, а сам анемометр повинен переміщуватися уздовж щілини. Величина швидкості, одержана в результаті вимірювання анемометром, повинна умножатися на поправочний коефіцієнт, наведений у табл. 1, залежно від типу приладу і висоти щілястого отвору.

Під час вимірювання швидкостей повітря термоелектроанемометрами в сильно пульсуючих потоках відбір свідчення слід проводити не менше 20 с. у кожній точці, фіксуючи максимальне значення за шкалою приладу.

Анемометри потребують правильного та обережного ставлення. Їх легко вивести з ладу, особливо, якщо газовий потік є агресивним, містить багато пилу, характеризується підвищеною температурою та вологістю.

Таблиця 1 - Поправочний коефіцієнт до свідчень анемометра для вимірювання швидкості всмоктування в щілястих отворах

Тип анемометра	Висота всмоктуючого отвору
	20	40	60	80	100	150	200	300
Чашковий	-	2,1	1,6	1,5	1,5	1,2	1,1	0,9
Крильчатий з обичайкою діаметром 80 мм	5,3	2,1	1,3	1,0	0,9	0,85	0,85	0,85
Крильчатий з обичайкою діаметром 100 мм	-	1,8	1,2	1,1	1,0	0,9	0,85	0,85