بررسی تجربی عوامل تاثیرگذار بر حساسیت جهت در جریان‌سنج سیم‌داغ

Abstract

در اندازه‌گیری جریان دوبعدی توسط جریان‌سنج سیم‌داغ، حساسیت سنسور به تغییر جهت جریان (حساسیت جهت یا پاسخ زاویه-ای) از اهمیت زیادی برخوردار است. پاسخ زاویه‌ای سنسور، رابطه بین بردار سرعت جریان و انتقال حرارت از سنسور است که توسط تابع حساسیت تعیین می‌شود. در این مقاله با هدف بررسی دو تابع حساسیت شناخته شده (قانون کسینوسی و رابطه هینز) با استفاده از آزمایش‌های تونل باد، تاثیر عوامل مختلفی از جمله شرایط جریان (سرعت و جهت)، شرایط هندسی پراب (نسبت هندسی طول به قطر سنسور، l/d) و شرایط عملکردی پراب (دمای سنسور) بر محدوده قابلیت استفاده از قانون کسینوسی و مقدار ضریب حساسیت k بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد، بازه زاویه‌ای استفاده از قانون کسینوسی به شرایط جریان و شرایط هندسی پراب وابسته است. در صورتی که خطای اندازه‌گیری توسط قانون کسینوسی تا 1% قابل قبول باشد، محدوده زاویه‌ای قابلیت کاربرد این قانون برای اندازه‌گیری جریان با سرعت‌هایی بیش از 10 m/s، به حدود ±30° میرسد. در نسبت‌های هندسی بالاتر از 600، اندازه‌گیری توسط قانون کسینوسی از دقت خوبی برخوردار است. همچنین ضریب k، کاملا به شرایط جریان و شرایط هندسی پراب وابسته است، به نحوی که مقدار آن با افزایش زاویه و سرعت جریان و همینطور نسبت هندسی l/d، کاهش می‌یابد. نتایج این تحقیق در انتخاب و طراحی مناسب پراب برای افزایش دقت و بازه اندازه‌گیری دوبعدی جریان توسط جریان سنج سیم داغ قابل استفاده می باشد.