Teleskopowa rurka Prandtla

Email
Teleskopowa rurka Prandtla
Statyczna rurka Pitota jest ogólnie akceptowalnym rzyrządem służacym do wyznaczania prędkości powietrza w kanałach nie wyposażonych w stacjonarne urządzenia pomiarowe. Przy stosowaniu łącznie z precyzyjnymi mikromanometrami dokładność i powtarzalność wyników jest dużo wyższa niż innych niefundamentalnych metod pomiarowych. Ważną zaletą rurki teleskopowej jest fakt, że wystarczy wykonać tylko kilka niewielkich otworów w kanale w punktach koniecznych do przeprowadzenia pomiarów, i ta cecha czyni tę metodę niekwestionowanym liderem, gdy trzeba wykonać wiele pomiarów wewnątrz kanału w rozmaitych przekrojach sieci wentylacyjnej. Przez porownanie z innymi metodami pitot-teleskopowy_wymiar1pomiarowymi, statyczna rurka Pitota i mikromanometr posiada dodatkową zaletę, że mierzone powietrze nie przepływa przez przyrząd. To eliminuje obawy o straty ciśnienia na przyrządzie pomiarowym, i praktycznie nie ma ograniczeń co do odległości między rurką a mikromanometrem.

Konstrukcja

Kształt nosa rurki, jego wymiary, liczba i położenie otworów odprowadzających ciśnienie to krytyczne elementy określające charakterystykę gotowych rurek. W przypadku produktu firmy Airflow jej modyfikowany nos o zarysie elipsoidailnym, jest zalecany przez normę BS1042. Konstrukcja ta została pierwotnie opracowana przez Narodowe Laboratorium Fizyczne Zjednoczonego Królestwa i jest wyjątkowa pod względem kombinacji wysokiej dokładności oraz nieczułości na błędy ustawienia względem kierunku przepływu strumienia. Współczynnik kalibracji jest bardzo bliski jedności (0.997).
W przypadku rurki  model 166T  firmy Dwyer jej kształt opracowano został zgodnie z normą ASME łączącą w sobie wymagania wg ANSI/AMCA i ANSI/ASHRAE. Nos rurki został wykonana w postaci półkuli. Dzięki specjalnej konstrukcji (zgodnej w wymaganami europejskimi) rurka może poprawnie pracować w odchyleniu do 15o od osi przepływu powietrza. Dodatkowo szczególnie atrakcyjną cechą jest jej cena.

ZALETY TELESKOPOWYCH STATYCZNYCH RUREK PITOTA:

MOŻLIWOŚCI

Mocna konstrukcja i odporność termiczna do 100°C.
Możliwość zmiany długości
Wposażenie w ochronne etui do przenoszenia lub walizeczkę dla 166T
Wyposażenie w suwak do przeliczeń temperatury i prędkości.

KORZYŚCI

Kompatybilność ze wszystkimi mikromanometrami
Niewielkie wymiary.
Możliwość wykorzystania sekcji teleskopów jeko markerów głębokości.
Brak ograniczeń co do odległości rurki od mikromanometru.

ZASTOSOWANIE

Kontrola systemów klimatyzacyjno-wentylacyjnych.
Kontrola procesów technologicznych.
Pomiary badawcze.
Regulacja wymienników ciepła.
Kontrola sprawności spalania.

 

DANE TECHNICZNE

Cechy Airflow- TSI Dwyer - 166T
Minimalna długość całkowita (złożona) [mm] 200 160
Maksymalna długość całkowita (rozłożona) [mm] 980 900
Maksymalna średnica rurki max [mm]
12 11
Średnica głowicy pomiarowej [mm]
4 3
Całkowita długość głowicy pomiarowej [mm]
64 80
Maksymalna temperatura pracy [ºC] 100 70
Rączka brak jest (135mm)

 

pitot-teleskopowy_2 pitot-teleskopowy_3


Przykładowe zamówienie:

  • Rurka teleskopowa Dwyer model 166T
  • Rurka teleskopowa Airflow model AFL71805301

Jak wyliczyć prędkość korzystając z rurki teleskopowej?

Wzór ogólny do pomiaru prędkości V[m/s] = K√ (2ΔP/ρ),
gdzie
ΔP - ciśnienie różnicowe uzyskane z sondy
ρ - gęstość powietrza
K- współczynnik charakterystyczny dla rurki teleskopowej =1

czyli:

rurka-prosta_wzor_1

dla powietrza suchego w 21.1ºC i ciśnieniu 101 325Pa
(Warunki standardowe USA -  STP ρ gęstość powietrza suchego w 21.1ºC i ciśnieniu 101 325Pa: 1.200kg/m³)

przyjmuje postać:

Po uproszczeniu: V[m/s] = Kx1.291√ (ΔP)
gdzie ΔP - ciśnienie różnicowe z rurki (Pa)
stała K = 1

Sytuacja komplikuje się gdy chcemy zmierzyć prędkość w innej temperaturze niż ok. 21ºC dlatego w takim przypadku należy uwazględnić poprawkę na temperaturę i/lub ciśnienie w kanale.
Dla gęstości powietrza o wartości 1,2928 [kg/m3] temperatura powietrza i ciśnienie wynoszą odpowiednio 273,15 [K] i 101325 [Pa], wzór na gęstość dla dowolnej temperatury [°C] i ciśnienia powietrza [Pa] przyjmuje postać:

ρ = 1.2928 x p/101325 x 273.15 / (273,15 + temp) [kg/m³]

Po podstawieniu do wzoru: V[m/s] = K√ (2ΔP/ρ) ma następującą postać:

V[m/s] = K√ (2ΔP/(1.2928 x p/101325 x 273.15 / (273,15 + temp)), dalej upraszczając:

V[m/s] = K√ ((573.87x temp + 156752.77) / p)) x √ ΔP

czyli:
wzor_pomiaru-predkosci2

gdzie:

K - stała charakterystyczna dla rurki  teleskopowej = 1
temp = temperatura powietrza w kanale [°C]
p= ciśnienie absolutne w kanale [Pa] (zazwyczaj równe ciśnieniu barometrycznemu
101325 Pa)
ΔP - ciśnienie różnicowe z rurki [Pa]