KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

Átírás

1 KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

2 1. BEVEZETÉS 1.1. Az áramlástani mérések célja Globális (integrál) jellemzők Áramlástechnikai gépek és a csatlakozó rendszer üzemének általános megítélése, hibafeltárás (eseti vizsgálatok) Tömegáram: q m = n ò rv da» r A i= 1 duct å v ^i DA i

3 Mérési adatok biztosítása folyamatirányításhoz és automatizáláshoz q Térfogatáram: V = ò A duct v da

4 Lokális jellemzők, az áramlási szerkezet jellemzése Hibafeltárás, üzemállapot ellenőrzése

5 Mérési adatok biztosítása ipari folyamatirányításhoz

6 Mérés-alapú kutatás-fejlesztés (K+F)

7 Numerikus áramlástani (Computational Fluid Dynamics, CFD) eszközök mérési validációja LDA: R P A 0.1u c O C U CF H PV q [deg] S ST T W V P R CFD: A 0.1 u C c U S CF W P P O H PV ST q [deg] T

8 1.2. Tárgyalt mennyiségek Ipari alkalmazásokhoz és K+F-hez kötődően: Globális jellemzők: Térfogatáram Tömegáram Lokális jellemzők: Skalárjellemzők: Nyomás (időben átlagolt és ingadozó) Hőmérséklet Vektorjellemzők: Sebesség (időben átlagolt és ingadozó) 1.3. Igényes áramlásmérés : mitől igényes?

9 1.4. Igényes áramlásmérés: általános tudnivalók A/ Mérési módszerek: a követelmények szerint Sebességmérés: Technika Prandtl-cső 1-komponensű CTA vagy LDA 2-komponensű LDA Mérés Átlagsebesség nagysága, pontszerű 1 átlag (és ingadozó) sebességkomponens, pontszerű 2 sebességkomponens, pontszerű Költség nagysr EUR EUR EUR Technika 3-komponensű LDA 2-komponensű PIV Stereo PIV Mérés 3 sebességkomponens, pontszerű 2 sebességkomponens, síkban 3 sebességkomponens, síkban Költség nagysr EUR EUR EUR

10 B/ Igényes csak HA: a teljes kísérleti eljárás és kiértékelés is igényes Hangsebesség feletti szélcsatorna:

11 C/ Paradoxon: Tudnunk kell az eredményt, mielőtt nekikezdünk. Elmélet nélkül hallgatnak a tények.

12 D/ Az információ adta lehetőségek teljeskörű kihasználása j r = c r u k Lapátnyom 0.09 Csatornafal y=2rcu u k Lapátnyom 1.5 Csatornafal Járókerékagy Tangenciális koordináta [deg] Lapátmozgás R Járókerékagy Tangenciális koordináta [deg] Lapátmozgás R j = c x uk u k w Lapátnyom Járókerékagy Tangenciális koordináta [deg] Csatornafal Lapátmozgás R R Tangenciális koordináta [deg]

13 2. SZONDÁK ÉS ÉRZÉKELŐK AZ IDŐBELI ÁTLAGNYOMÁS MÉRÉSÉRE 2.1. Statikus nyomás A zavartalan közeg nyomása Gyakorlati alkalmazások: példák Áramlási veszteségek megítélése K+F

14 2. SZONDÁK ÉS ÉRZÉKELŐK AZ IDŐBELI ÁTLAGNYOMÁS MÉRÉSÉRE 2.1. Statikus nyomás A zavartalan közeg nyomása Gyakorlati alkalmazások: példák Áramlási veszteségek megítélése K+F

15

16 A dinamikus nyomás meghatározásához 2 v pdynamic = r = pt - 2 p Mérési elv Az Euler egyenlet normális komponens egyenlete: 2 v p r = R n Példák mérési konfigurációkra és eszközökre Belső statikus nyomás megcsapolása fali furaton keresztül Dr. Vad János:

17 Statikus nyomásszonda

18 Érmeszonda

19 Nyomásmultiplexer

20 2.2. Össznyomás A megállított közeg nyomása (torlóponti nyomás) Gyakorlati alkalmazások: példák Áramlási veszteségek megítélése

21 Mérési elv A közeget meg kell állítani a mérőeszközzel Példák mérési konfigurációkra és eszközökre Pitot-cső

22 Kiel szonda Iránymérő szondák

23 2.3. Dinamikus nyomás Gyakorlati alkalmazások: példák v = 2 r 2 ( p ) = ( p p) dynamic t - r r = p RT Mérési elv

24 Példák mérési konfigurációkra és eszközökre Egyetlen Pitot-csővel

25 Pitot-csővel és fali statikus nyomásmegcsapolással

26 Pitot-statikus szonda (Prandtl-cső)

27 6/ Nem-szabványos geometria v = k 2 r Dp

28 2.4. Sebesség-nagyság és irány mérése nyomásmérésre visszavezetve Hengerszonda 2 v = k 3 - r ( p p ) 2

29 Ötlyukú szondák (ötlyukú Pitot-csövek)

30

31 2.5. Nyomáskülönbség-távadók (nyomásszenzorok, manométerek) Folyadékos mikromanométerek Betz manométer

32 Membrános manométerek Villamos kapacitás-elv

33

34

35

36