|
Abstract:
|
Lähtökohtana työssä oli koota mittauslaitteisto, jolla pystyttäisiin helposti mittaamaan sylinterimäisessä putkessa virtaavan veden nopeusprofiileja. Nopeusprofiilin tunteminen on mielenkiintoista siksi, että useimpien virtausmittarien näyttämä on riippuvainen virtauksen nopeusjakautumasta mittauskohdassa. Jotta pystyttäisiin määrittämään virtausprofiilin vaikutus mittalaitteeseen, on pystyttävä ensin mittaamaan tämä nopeusprofiili. Toisen osan työstä muodosti kootulla mittauslaitteistolla suoritetut virtausprofiilin mittaukset. Mittausperiaatteena käytettiin vakiolämpötila-anemometria, joka on yksi yleisimmistä pistemäisen nopeuden mittauslaitteista. Käytetty anturi oli sylinterimäinen, yksilankainen filmianturi. Profiili mitattiin kuljettamalla anturi putken poikkileikkauksen läpi ja mittaamalla samalla virtausnopeuteen verrannollinen anemometrin jännite. Anturi siirtoon ja mittaustulosten keruuseen ja käsittelyyn valittiin Apple-pöytätietokone, johon kuuluu IEEE-väylä. Väylää pitkin siirrettiin jänniteviesti mittarilta tietokoneelle. Mittaukset suoritettiin TTKK:n Mittaustekniikan laitoksen virtausprosessissa. Nopeusprofiileja mitattiin useilla eri nopeuksilla, monenlaisten häiriöiden jälkeen, useilla etäisyyksillä häiriöstä. Mitattuja profiileja esitetään työssä. Tulokset noudattavat tunnettuja teorioita: Nopeusprofiili on tasaisempi suurilla nopeuksilla, kaarevampi pienillä. Mutkien jälkeen nopeusprofiili on epäsymmetrinen. ulkosäteen puolella on maksimi. Tutkitut profiilin korjaimet, tähti ja putkinippu, muovasivat profiileja, mutta aiheuttivat samalla häiriöitä virtaukseen. Jälkimmäisen korjaava vaikutus oli suurempi, kuten sen aiheuttama painehäviökin. Kuumafilmianemometrin muita käyttömahdollisuuksia hyödynnettiin mittaamalla näytteitä virtauksesta saadusta turbulenssisignaalista. Laskettiin signaalin spektri, autokorrelaatiofunktio ja tiheysfunktio. Todettiin signaali stationaariseksi. Mitattiin myös pyörrevanamittarin ominaiskäyriä eri nopeusprofiilin muodoilla. Merkittäviä eroja tuli heti mutkien jälkeen mitattuihin ominaiskäyriin: mittarikerroin oli jopa 2.5 % pienempi kuin häiriöttömässä virtauksessa mitatuilla ominaiskäyrillä. Mutka siis aiheuttaa liian suuren virtausnopeuden näyttämän. /Kir09 |