I principali usi e principi di funzionamento di un anemometro
1. Misurare la velocità e la direzione media del flusso.
2. Misurare la velocità pulsante e il relativo spettro di frequenza del flusso in ingresso.
3. Misurare lo stress di Reynolds in turbolenza e le dipendenze dalla velocità e dal tempo tra due punti.
4. Misurare la sollecitazione di taglio della parete (solitamente utilizzando una sonda a film caldo posizionata a filo della parete, in modo simile alla misurazione della velocità).
5. Misurare la temperatura del fluido (misurare in anticipo la curva della resistenza della sonda che cambia con la temperatura del fluido, quindi determinare la temperatura in base alla resistenza della sonda misurata.
Principio di funzionamento dell'anemometro
Il principio di base di un anemometro è quello di posizionare un sottile filo metallico in un fluido, applicare corrente per riscaldare il filo e aumentare la sua temperatura rispetto alla temperatura del fluido. Pertanto l'anemometro a filo metallico viene chiamato “filo caldo”. Quando il fluido scorre attraverso il filo metallico in direzione verticale, sottrarrà parte del calore dal filo, provocando una diminuzione della temperatura del filo. Secondo la teoria dello scambio termico convettivo forzato si può derivare una relazione tra il calore dissipato dal filo caldo Q e la velocità v del fluido. Una sonda a filo caldo standard è costituita da due staffe tensionate con un filo metallico corto e sottile. I fili metallici sono generalmente costituiti da metalli con punti di fusione elevati e buona duttilità, come platino, rodio, tungsteno, ecc. Il diametro del filo comunemente utilizzato è 5 μ me la lunghezza è 2 mm; il diametro della sonda più piccola è di solo 1 μm e la lunghezza è di 0,2 mm. A seconda degli scopi, la sonda a filo caldo viene realizzata anche a filo doppio, triplo, obliquo, a forma di V-, a forma di X-, ecc. Per aumentare la resistenza, a volte viene utilizzata una pellicola metallica al posto del filo metallico. Di solito, una sottile pellicola metallica viene spruzzata su un substrato termicamente isolato, chiamato sonda a film caldo. La sonda hotline deve essere calibrata prima dell'uso. La calibrazione statica viene eseguita in una galleria del vento standard specializzata, misurando la relazione tra la velocità del flusso e la tensione di uscita e disegnandola in una curva standard; La calibrazione dinamica viene eseguita in un campo di flusso pulsante noto o aggiungendo un segnale elettrico pulsante al circuito di riscaldamento di un anemometro per verificare la risposta in frequenza dell'anemometro a filo caldo. Se la risposta in frequenza è scarsa, è possibile utilizzare i circuiti di compensazione corrispondenti per migliorarla.
