Mfumo wa Kutathmini Upepo wa Moto

Maendeleo

Anemometer wa mwisho wa umbo ni kifaa kinachotumika kutathmini uzima na mzunguko wa mafuta kwa kuchukua upungufu wa joto kutoka kwenye shira imara iliyopatikana katika mzunguko wa mafuta. Shira inaomasha kwa kutumia current ya umeme, na mabadiliko yake ya joto - kusababishwa na maambukizi ya joto kwa mafuta - hutumika kama ishara ya sifa za mzunguko.

Wakati shira imara inapatikana katika mzunguko wa mafuta, joto linampelekwa kutoka kwenye shira kwa mafuta, kusababisha ongezeko la joto kwa shira. Mabadiliko ya ujanja wa umeme wa shira (kwa sababu ya mabadiliko ya joto) yanayohusiana moja kwa moja na kiwango cha mzunguko wa mafuta, kwa hivyo kunawezekana kutathmini uzima.

Kutokana na msingi wa maambukizi ya joto kutoka kwenye kitu chenye joto kubwa kwa mafuta yenye joto ndogo, anemometer wa shira imara unatumika sana kama zana ya utafiti katika mekaniki ya mafuta ili kutathmini mzunguko wa mafuta wengi.

Umbono

Anemometer wa shira imara unajumuisha mbili tu ya vyanzo:

• Shira Inayotumia
  

• Shira inayoungwa kwa dharura (kama vile platinum, tungsten) iliyokuwa ndani ya probe ya ceramic au ya metal.

• Shira inapatikana katika mzunguko wa mafuta, ambako inafanya kazi ya heater na sensor ya joto.

• Mistari kutoka kwenye shira huongezeka kutoka kwenye probe ili kuunganisha na circuitry ya utathmini.

• Circuit ya Wheatstone Bridge

• Circuit ya umeme wa dharura unachotumika kutathmini mabadiliko madogo ya ujanja wa shira.

• Bridge imekaliwa ili kutambua mabadiliko ya ujanja kutokana na upungufu wa joto kwa mafuta, kusogeza hayo kwa matarajio ya uzima.

Ufanyikiano: Njia ya Current Starehe

• Uwekezaji: Probe ya anemometer imepatikana katika mzunguko wa mafuta ambao uzima wake unahitaji kutathminika.

• Kuomasha Shira: Current ya umeme starehe inapelekwa kwenye shira inayotumia, ikiongeza joto lake juu zaidi ya mafuta.

• Maambukizi ya Joto: Wakati mafuta yanazunguka kwenye shira, yanapeleka joto, kusababisha kupungua joto la shira. Kiwango kubwa cha uzima kinaongeza upungufu wa joto, kusababisha kupungua zaidi la joto.

• Utathmini wa Ujanja: Wheatstone bridge hutathmini ujanja wa shira, ambao hupungua kwa joto (kwa asili nyingi ya metals). Circuit ya bridge inastabilizwa kwa volti starehe, kukubalika mabadiliko ya ujanja kuhusiana na uzima wa mafuta kwa kutumia mahusiano yaliyokaliwa awali.

Matumizi Makuu

• Utafiti katika aerodynamics, hydrodynamics, na mzunguko wa layer ya mpaka.

• Utathmini wa mzunguko wa kiwango cha kiuchumi katika pipeline, systems za HVAC, na wind tunnels.

• Utafiti wa mazingira wa mzunguko wa mafuta katika bahari, atmospheres, na systems za biolojia.

Vipengele Vya Kuvutia

• Uwezo mkubwa kwa mabadiliko ya uzima wa haraka (bora kwa utafiti wa mzunguko wa turbulence).

• Mundo wa umbono unaonyesha utathmini katika maeneo machache.

• Utathmini wa moja kwa moja wa uzima na mzunguko wa mafuta kwa ufundi bora wa probe.

Wakati shira imara inapatikana katika mzunguko wa mafuta, joto linalopelekwa kutoka kwenye shira kwa mafuta. Kiwango cha joto kilichopelekwa kinaongeza kwa ujanja wa shira. Kama upungufu wa joto ukurudi, ujanja wa shira hupungua kwa kuzingatia. Wheatstone bridge hutathmini mabadiliko haya ya ujanja, ambayo hussogezwa kwa kiwango cha mzunguko wa mafuta.

Njia ya Joto Starehe

Katika muundo huu, current ya umeme huomasha shira. Wakati shira imara inapatikana katika mzunguko wa mafuta, joto linalopelekwa kutoka kwenye shira kwa mafuta, kusababisha mabadiliko ya joto la shira - na kwa hivyo, ujanja wake. Njia hii hutumika kwa msingi wa kuendeleza joto la shira starehe ingawa kuna upungufu wa joto.

Mechanismo ya feedback huchanganya current ya umeme kwenye shira kwa muda wa kwenda ili kusababisha upungufu wa joto. Total ya current inayohitajika kurejesha na kudumisha joto la shira la awali linahusiana moja kwa moja na kiwango cha mzunguko wa mafuta: viwango vya haraka vinahitaji currenti zifuatazo kubwa zaidi ili kusidheni upungufu wa joto ulioongezeka. Hii kinaweza kutathmini uzima wa gas au mafuta kwa kutambua mabadiliko ya currenti na mzunguko wa mafuta.

Utathmini wa Kiwango cha Mzunguko wa Mafuta Kutumia Anemometer wa Shira Imara

Katika anemometer wa shira imara, current ya umeme huomasha shira inayofaa katika mzunguko wa mafuta. Circuit ya Wheatstone bridge hutumika kutathmini joto la shira kwa kutathmini ujanja wake, kwa sababu ujanja unabadilika kwa joto.

Kwa njia ya joto starehe (muundo wa kutumia mara nyingi), joto la shira linadumishwa kwenye kiwango cha starehe ingawa kuna upungufu wa joto kwa mafuta. Mechanismo ya feedback huchanganya current ya omasha kwa muda wa kwenda ili kusababisha upungufu wa joto, kusaidia bridge iwe sawa. Kiwango cha current ya omasha inayohitajika kudumisha joto hili starehe kinaongeza kwa kiwango cha mzunguko wa mafuta, kwa hivyo kunawezekana kutathmini uzima bora.

Resistor wa standard unauunganishwa kwa series kwenye shira inayotumia. Current inayopelekwa kwenye shira inaweza kutathminika kwa kutathmini voltage drop kwenye resistor, ambayo inatumika kwa uhakika kwa kutumia potentiometer.

Upungufu wa joto kutoka kwenye shira imara unaweza kutathminika kutumia equation ifuatayo:

Ambapo:

• v = uzima wa mzunguko wa mafuta,

• ρ = density ya mafuta,

• a na b = constants yanayohusiana na dimensions, sifa za physics za mafuta, na shira.

Kutokana na I ni current inayopelekwa kwenye shira na R ni ujanja wake, katika equilibrium: 

Ujanja na joto la instrument liwadumishwa starehe kwa kutathmini kiwango cha mafuta kwa kutathmini current I.

Muundo huu unatumia mahusiano kati ya uzima wa mafuta, maambukizi ya joto, na ujanja wa umeme kutathmini data ya mzunguko wa mafuta bora katika matumizi mengi, kutoka kwa utafiti wa lab kwa utathmini wa process za kiuchumi.

Kutumia interplay kati ya maambukizi ya joto, ujanja wa umeme, na dynamics ya mafuta, anemometer wa shira imara bado ni zana muhimu kwa kutathmini mzunguko wa mafuta bora katika masomo na engineering.