Συμβουλές για μετρήσεις ταχύτητας αέρα σε αγωγούς
Μέσες ταχύτητες αέρα 5 m/s ... 20 m/s: Αισθητήρες πτερυγίων με ελάχιστες διαμέτρους
Χαμηλές ταχύτητες αέρα έως 5 m/s: θερμικοί αισθητήρες
Υψηλές ταχύτητες αέρα από 20 m/s ή μέτρηση των πολύ μολυσμένων ροών με υψηλή περιεκτικότητα σε σωματίδια: Σωλήνες Pitot
Μέτρηση αποδοχής σύμφωνα με DIN EN 12599
Τυπική μέθοδος για μετρήσεις δικτύου σε ορθογώνιες διατομές
Πρώτον, το πεδίο ταχύτητας εντός της ορθογώνιας διατομής αγωγού χωρίζεται σε περιοχές μέτρησης ίσου μεγέθους. Το σημείο μέτρησης βρίσκεται στο κέντρο της καθεμιάς. Όπου υπάρχει προφίλ ομοιόμορφης ταχύτητας, ένα αντιπροσωπευτικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται ακόμη και με μικρό αριθμό σημείων μέτρησης. Ωστόσο, εάν διαπιστωθούν μεγάλες διαφορές στην ταχύτητα του αέρα κατά τη διατομή, ο αριθμός των σημείων μέτρησης πρέπει να αυξηθεί.
Μέθοδος κεντρικού άξονα για μετρήσεις δικτύου σε κυκλικές διατομές
Η διατομή του κυκλικού αγωγού χωρίζεται σε δακτυλίους ίσης περιοχής, με το σημείο μέτρησης να βρίσκεται στον κεντρικό άξονα του δακτυλίου. Η μέτρηση αξιολογείται μέσω του αριθμητικού μέσου όρου των επιμέρους τιμών μέτρησης.
Οι μεμονωμένες τιμές μέτρησης της ταχύτητας χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της μέσης ταχύτητας αέρα, από την οποία υπολογίζεται τότε η ογκομετρική ταχύτητα αέρα.
V = όγκος ροής m3/h,
V=A∙v∙3600 v = μέση ταχύτητα αέρα σε m/s,
A = διατομή ροής στο m2
Παράδειγμα: μια διατομή Α 0,5 m2 και μια μέτρηση μέσης ταχύτητας 4 m/s οδηγεί σε όγκο ροής 7200 m3/h.
Αναγνώριση και αποφυγή σφαλμάτων μέτρησης
Οι αισθητήρες θερμικής ροής έχουν ένα εξαιρετικά μικρό εγγενές σφάλμα ± (2 έως 5 cm/s), στο οποίο πρέπει να προστεθεί σφάλμα ευαισθησίας 2,5 έως 5% της μετρούμενης τιμής. Η αβεβαιότητα της μέτρησης αυξάνεται καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του αέρα. Αυτό καθιστά αυτούς τους αισθητήρες κατάλληλους για τη μέτρηση χαμηλών ταχυτήτων αέρα έως 5 m/s.
Οι αισθητήρες πτερυγίων έχουν ένα εγγενές σφάλμα περ. ±(0.1 έως 0.2 m/s) και ένα σφάλμα ευαισθησίας 1 έως 2% της μετρούμενης τιμής. Ιδανικό εύρος μέτρησης: ταχύτητες αέρα άνω των 5 m/s.
Με τους σωλήνες Pitot, το σφάλμα μέτρησης μειώνεται σημαντικά καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του αέρα. Αυτό τους καθιστά κατάλληλους για υψηλές ταχύτητες αέρα.
Επίδραση σημείων παρεμβολής
Από τα σημεία ασυνέχειας πριν από τη ροή, παρατηρήστε διάκενο τουλάχιστον έξι φορές την υδραυλική διάμετρο Dh = 4A / U (A: διατομή αγωγού, U: περιφέρεια αγωγού). Από σημεία ασυνέχειας κατάντη της ροής, αρκεί ένα διάκενο 2 x Dh.
Απόφραξη της διατομής ροής από τον αισθητήρα μέτρησης
Ο ιδανικός αισθητήρας πτερυγίων για μετρήσεις σε μεγαλύτερες διατομές αγωγού είναι ένας συνδυασμένος αισθητήρας ροής / θερμοκρασίας με Ø 16 mm (set ανεμομέτρου testo 440 16 mm). Για μετρήσεις σε διατομές μικρού αγωγού, η επίδραση της διατομής του πτερυγίου στην ακρίβεια της μέτρησης αυξάνεται καθώς μειώνεται η διατομή του αγωγού. Ως αποτέλεσμα, μετρώνται υπερβολικά υψηλές ταχύτητες.
Λανθασμένη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων μέτρησης κατά τη χρήση σωλήνων Pitot
Συμβουλή: Κάτω από 5 m/s, η χρήση σωλήνων Pitot είναι περιορισμένη. Συνιστάται η μέτρηση με θερμικούς αισθητήρες ή αισθητήρες πτερυγίων. Στο μέσο εύρος ροής, είναι σημαντικό να διασφαλιστεί η ακρίβεια του αισθητήρα πίεσης, καθώς αυτός επηρεάζει σημαντικά την ακρίβεια της μέτρησης του σωλήνα Pitot.
Βασικός τύπος για τον υπολογισμό της ακρίβειας της μέτρησης του σωλήνα Pitot:
Ακρίβεια μέτρησης του σωλήνα Pitot = 1/v *77.38 * σφάλμα πίεσης
Όπου:
Ακρίβεια μέτρησης σωλήνα Pitot σε m/s
v = ταχύτητα αέρα σε m/s
Σφάλμα πίεσης σε hPa
Τύπος για τον υπολογισμό της ταχύτητας του αέρα σε m/s:
ΔP = Δυναμική πίεση σε Pa
s = Συντελεστής σωλήνα Pitot
= 1.000 για Prandtl σωλήνες Pitot
v = ταχύτητα αέρα σε m/s
rho = πυκνότητα αέρα σε kg/m3 = 1.199 kg/m3 (στους 20 °C, 50 %RH, 1013 hPa)
Τα testo 440, testo 480, testo 510 και testo 510i μετατρέπουν αυτόματα την πίεση του σωλήνα Pitot σε ταχύτητα του αέρα. Τα testo 440 και testo 480 έχουν μενού για μέτρηση του όγκου ροής με συντελεστή k. Ο μέσος υπολογισμός πολλαπλών σημείων μπορεί να πραγματοποιηθεί απευθείας σε τιμές m/s.
Ένα τυπικό σφάλμα κατά τη μέτρηση με σωλήνα Pitot εμφανίζεται συχνά εάν αναμένεται μέση πυκνότητα 1200 g/ m3. Κατά τη μέτρηση εξωτερικών ροών αέρα, η πραγματική πυκνότητα αέρα μπορεί να αποκλίνει από την παραπάνω μέση τιμή έως και ± 10%.
Η μέτρηση της ροής του αέρα έχει συνεπώς έναν παράγοντα αβεβαιότητας έως ± 5%. Γι’ αυτό είναι σημαντικό, όταν χρησιμοποιείτε σωλήνα Pitot για μετρήσεις, να εισάγετε τη σωστή πυκνότητα αέρα στο όργανο μέτρησης.
Αυτή μπορεί να προσδιοριστεί μέσω πινάκων ή να υπολογιστεί αυτόματα από τα όργανα μέτρησης μόλις εισαχθεί η θερμοκρασία, η σχετική υγρασία και η απόλυτη πίεση. Προαπαιτούμενο για αυτό είναι η γνώση της τοπικής απόλυτης πίεσης, θερμοκρασίας και, κατά περίπτωση, οι τιμές σχετικής υγρασίας.
