KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

Korszerű áramlásmérés

1. 1.1.

BEVEZETÉS Az áramlástani mérések célja

1.1.1. Globális (integrál) jellemzők Áramlástechnikai gépek és a csatlakozó rendszer üzemének általános megítélése, hibafeltárás (eseti vizsgálatok)

Tömegáram: Korszerű áramlásmérés

qm =

n

ò r v dA » r å v

Aduct

i =1

^i

DAi

Mérési adatok biztosítása folyamatirányításhoz és automatizáláshoz Térfogatáram:

qV =

ò v dA

Aduct Korszerű áramlásmérés

1.1.2. Lokális jellemzők, az áramlási szerkezet jellemzése Hibafeltárás, üzemállapot ellenőrzése


Mérési adatok biztosítása ipari folyamatirányításhoz


Mérés-alapú kutatás-fejlesztés (K+F)


Numerikus áramlástani (Computational Fluid Dynamics, CFD) eszközök mérési validációja

CFD:

LDA: 0.1 uc

1.00 0.95

T

C U

A

V

U

0.90

0.85

W

CF

P

0.85

P

S

0.80

0.75

O 5

10

ST H PV 15 20 q [deg]

25

CF

P

0.75

0.70 R

T

C

A

0.95

0.90

0.80

0.1 u c

1.00

O H

0.70

30

35

40

R

5

10


15 20 q [deg]

S

W

P

PV ST 25

30

35

40

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”? Korszerű áramlásmérés

1.4. Igényes áramlásmérés: általános tudnivalók A/ Mérési módszerek: a követelmények szerint Sebességmérés: 1-komponensű CTA 2-komponensű vagy LDA LDA

Technika

Prandtl-cső

Mérés

Átlagsebesség 1 átlag (és ingadozó) 2 sebességkomponens, nagysága, pontszerű sebességkomponens, pontszerű pontszerű

Költség nagysr.

500.- EUR

25 000.- EUR

100 000.- EUR

Technika

3-komponensű LDA

2-komponensű PIV

Stereo PIV

Mérés

3 sebességkomponens, pontszerű

2 sebességkomponens, síkban

3 sebességkomponens, síkban

Költség nagysr.

200 000.- EUR

200 000.- EUR

400 000.- EUR


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


C/

Paradoxon: „Tudnunk kell az eredményt, mielőtt nekikezdünk.” “Elmélet nélkül hallgatnak a tények.”


D/ Az információ adta lehetőségek teljeskörű kihasználása y =2R c u u k

jr = c r u k

1.5

0.2 0.1 0 -0.1

1 0.5 0 0.09 Lapátnyom

Lapátnyom

Csatornafal

R 0.95

-0.09 0

5

10

0.8 0.75

15

20 25 Tangenciális koordináta [deg] 30 Járókerékagy

35

0.7

0.9 0.85

1.5

Csatornafal

R 0.95

1

0.9

1.1

5

10

0.85 0.8

15

20 25 Tangenciális koordináta [deg] 30

0.75

Járókerékagy

Lapátmozgás

0.1u k

j = c x uk

35

0.7

Lapátmozgás

w

1.00 0.95

0.5 0.90

0

0.85 Lapátnyom

Csatornafal

0.3

0.80

R 0.95

0.5

0.75

0.9 5

0.85 10

15

0.8

0.2

Járókerékagy 20 25 Tangenciális koordináta [deg] 30

0.75 35

0.7

0.70 0.676 R

5

Lapátmozgás


10

15 20 25 Tangenciális koordináta [deg]

30

35

40

2. SZONDÁK ÉS ÉRZÉKELŐK AZ IDŐBELI ÁTLAGNYOMÁS MÉRÉSÉRE 2.1.

Statikus nyomás

A zavartalan közeg nyomása 2.1.1.

Gyakorlati alkalmazások: példák

•Áramlási veszteségek megítélése •K+F


2. SZONDÁK ÉS ÉRZÉKELŐK AZ IDŐBELI ÁTLAGNYOMÁS MÉRÉSÉRE 2.1.

Statikus nyomás

A zavartalan közeg nyomása 2.1.1.


•Áramlási veszteségek megítélése •K+F



•A dinamikus nyomás meghatározásához

pdynamic

v2 = r = pt - p 2

2.1.2. Mérési elv Az Euler egyenlet normális komponens egyenlete:

v 2 ¶p r = R ¶n 2.1.3.

Példák mérési konfigurációkra és eszközökre

•Belső statikus nyomás megcsapolása fali furaton keresztül

Dr. Vad János: Korszerű áramlásmérés

•Statikus nyomásszonda


•Érmeszonda


•Nyomásmultiplexer


2.2. Össznyomás A megállított közeg nyomása (torlóponti nyomás) 2.2.1. Gyakorlati alkalmazások: példák •Áramlási veszteségek megítélése


2.2.2.

Mérési elv

A közeget meg kell állítani a mérőeszközzel. 2.2.3.


•Pitot-cső


•Kiel szonda

•Iránymérő szondák Korszerű áramlásmérés

2.3. Dinamikus nyomás 2.3.1.

v=


2 ( pdynamic ) = r

2.3.2.

2 ( pt - p ) r

r=

Mérési elv


p RT

2.3.3.


•Egyetlen Pitot-csővel


•Pitot-csővel és fali statikus nyomásmegcsapolással


•Pitot-statikus szonda (Prandtl-cső)


6/ Nem-szabványos geometria

2 v=k Dp r


2.4. Sebesség-nagyság és irány mérése nyomásmérésre visszavezetve

•Hengerszonda

2 v=k ( p3 - p2 ) r


•Ötlyukú szondák (ötlyukú Pitot-csövek)



2.5. Nyomáskülönbség-távadók (nyomásszenzorok, manométerek) •Folyadékos mikromanométerek

Betz manométer


•Membrános manométerek Villamos kapacitás-elv






KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

Recommend Documents