Вибір конструкції універсального повітрозбірника для термоанемометричного витратоміра циліндричної форми

Автори

О. С. Цаканян, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: tsakoleg@rambler.ru, ORCID: 0000-0002-1077-9818

С. В. Кошель, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: koshel@nas.gov.ua, ORCID: 0000-0003-3603-0909

Анотація

Вимірювання витрати повітря на виходах повітророзподільних пристроїв в системах вентиляції пов’язано з великими труднощами через різноманіття цих пристроїв. На виходах анемостатів, вихрових дифузорів, решіток може спостерігатися закрутка повітряного потоку, його різке стиснення або розширення, зміна напрямку і т.д., що призводить до великих похибок при вимірюваннях. Тому існувала необхідність в розробці універсального вимірювального пристрою, який дозволив би проводити вимірювання витрати повітря з високою точністю. Він повинен складатися з повітрозбірника (для збірки і перетворення потоків повітря в прямолінійний) і датчика для вимірювання витрати повітря (інтегрального термоанемометра). Проведено дослідження декількох конструкцій повітрозбірників. Як раціональний обрано повітрозбірник параболічної форми. Він має невеликий аеродинамічний опір і добре перерозподіляє повітряний потік. Для зниження впливу турбулізації і закрутки повітря до повітрозбірника приєднується циліндричний заспокійливий канал, в який вбудована випрямляюча решітка у формі восьмикінцевої зірки. Експериментальні дослідження на різних повітророзподільних пристроях дозволили отримати уточнену градуювальну залежність для інтегрального термоанемометра, за якою розраховується витрата повітря. Вплив аеродинамічного опору витратоміра на витрату повітря враховується поправкою, яку необхідно вносити в виміряні значення.

Ключові слова: повітрозбірник, термоанемометр, вимірювання.

Література

1. Воздухораспределительные устройства [Электронный ресурс]: каталог / VENTS: официальный сайт. Киев, 2013. 101 с. – Режим доступа: https://js.com.ua/upload/iblock/311/15_1156_cat_file.pdf.
2. O’Sullivan J., Ferrua M., Love R., Verboven P., Nicolaï B., East A. Airflow measurement techniques for the improvement of forced-air cooling, refrigeration and drying operations. J. Food Eng. 2014. Vol. 143. P. 90–101. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.06.041.
3. Профессиональные измерения климата в помещениях. СОК. Сантехника. Отопление. Кондиционирование. 2012. № 4. С. 64–66.
4. Ower E., Pankhurst R. The measurement of air flow. United Kingdom, Oxford: Permagon, 2014. 295 p.
5. Örlü R., Vinuesa R. Thermal anemometry. Experimental Aerodynamics. CRC Press. 2017. P. 257–304. https://doi.org/10.1201/9781315371733-12.
6. Ikeya Y., Örlü R., Fukagata K., Alfredsson P. H. Towards a theoretical model of heat transfer for hot-wire anemometry close to solid walls. Intern. J. Heat and Fluid Flow. 2017. Vol. 68. P. 248–256. https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2017.09.002.
7. Saremi S., Alyari A., Feili D., Seidel H. A MEMS-based hot-film thermal anemometer with wide dynamic measurement range. Proc. of the IEEE Conf. on Sensors (SENSORS’2014). Valencia, Spain. 2–5 November 2014. P. 420–423. https://doi.org/10.1109/ICSENS.2014.6985024.
8. Таратыркин К. Е., Черноиванов Д. В. Оценка точности определения расхода воздуха в системах вентиляции при их паспортизации. АВОК. 2017. № 3. С. 54–59.
9. Tsakanyan O. S., Koshel S. V. Integral thermo-anemometers for average temperature airflow measurement in duct, at anemostat outlets and in ventilation grilles. J. Mech. Eng. 2020. Vol. 23. No. 4. P. 14–21. https://doi.org/10.15407/pmach2020.04.014.

Надійшла до редакції 28 травня 2021 р.