Основная формула замеров

пять ошибок анемометража

Анемометрами мы можем сразу замерить только скорость воздушного потока, а контрольным параметром является расход, так что при замерах и при контроле применяем формулу:

L=3600*F*V

Всё чаще эта формула заложена в прибор, и он вроде как сам считает расход.

Предположим наиболее простой случай: приточная решётка большого сечения (500х500), за решёткой прямой подводящий воздуховод, ламели тонкие и установлены строго по потоку, анемометр 100 мм.

Неспециалисты видят в определениях только некоторые слова, которые считают знакомыми. Например:

Скорость

Это то, что показывает анемометр, размещённый точно по направлению потока. Направление потока в общем случае неизвестно. Его можно определить, но неспециалиста это только сильнее запутает.

1. несоосность с потоком – первая причина ошибки измерений: может и завышать и занижать расход

средняя скорость

Показание прибора даже при нахождении в одной точке постоянно изменяется. Это связано со свойствами потока – он пульсирует в некоторых пределах, и со схемой прибора. Период пульсаций может быть разным – в практике усреднения за 10 секунд достаточно.

Но это нужно проверить – иногда неудачно спроектированные системы в некоторых режимах работы пульсируют с большим циклом. Опытный наладчик видит это, наблюдая за динамикой показаний прибора. Неопытный может неудачно взять случайное значение.

Если время есть, то цикл можно определить экспериментально.

Кроме среднего в точке измерения нужно среднее по поверхности решётки. В описанном мной идеальном случае пять точек достаточно. Итак, средняя скорость – это средняя из пяти мест средних по времени.

Пять показаний в пяти точках можно записать в блокнот, но если у вашего прибора нет функции усреднения по времени, то за десять секунд одно измерение не выполнить. Нужно усреднить вручную, записывая 10 показаний через равные интервалы времени.

Полученные пять средних – если они не сильно отличаются друг от друга (10-20%) и примерно симметричны относительно центра, дают удовлетворительную среднюю скорость.

Естественно, все правила измерений должны соблюдаться – скорость должна находиться в диапазоне анемометра и т.п.

средняя скорость в сечении

В нашем примере я постарался максимально уменьшить влияние сечения: но фактически сечение, в котором мы мерим скорость не равно геометрическому сечению внутреннего просвета решётки. Часть сечения может быть перекрыта физически или аэродинамически.

Конечно, это не значит, что мерить нельзя: но ошибка измерения может превышать 50%. Совершенно обычной является ситуация, когда принимающие коллеги приходят мерить с анемометром на решётках и находят дикие несоответствия, а при замере в воздуховодах я показываю им правильные и воспроизводимые расходы.

Средняя скорость при неправильном измерении обычно умышленно завышается, размещением анемометра в активной зоне, но в общем случае в зависимости от конкретных ошибок может получится и завышенной, и заниженной.

Я не включил ошибку определения среднего в общий счёт, так как она касается всех видов работ, не только анемометража.

Площадь сечения

Обычно мерят внутренний проем воздухораспределителя. В случае нашей примерной решётки и при использовании анемометра 100 мм, прикладываемого прямо к решётке, это приемлемое допущение, вносящее минимальный вклад в общую ошибку измерения.

фактическая площадь сечения

Нам нужна та площадь, в которой мы определили скорость – так что она зависит от метода измерения. Если вы применяем термоэлектрический анемометр, располагая его на расстоянии 50 мм от решётки, чтобы исключить действие зоны аэродинамического затенения от ламелей решётки, то фактическая площадь мерного сечения будет больше замеренной за счёт расширения струи при выходе из решётки.

Если это не учесть, то в зависимости от периметра решётки и метода измерения расход получится заниженным.

2. неверное определение площади: вторая ошибка, занижает расход

3. затенение анемометром: третья ошибка, завышает расход

У анемометра есть ручка, которая при замере уменьшает эффективную площадь сечения.

4. замедление потока в анемометре на малых скоростях: четвёртая ошибка, занижает расход

когда вы прикладываете анемометр к решётке, это создаёт дополнительное сопротивление, так что часть воздуха перераспределяется так, чтобы обойти анемометр. Сам прибор показывает воздух, который идёт через него. Обходящий поток немного увеличивает скорость вокруг анемометра и не учитывается.

5. Струйный характер течения: пятая ошибка, завышает расход

В нашем идеальном варианте этой ошибки нет.

Если на решётке имеется регулирующее устройство, то замерив сперва при полностью открытом, а потом на частично прикрытом регуляторе, вы получите увеличение скорости, так как сплошной поток, который можно замерить анемометром, разбился на несколько более быстрых струй.

Эти струи раскручивают крыльчатку анемометра, но среднюю скорость потока уже не отражают.

Набрав в грудь пять литров воздуха, вы можете выдуть его через трубочку на крыльчатку анемометра, и по формуле получить больший расход, не сопоставимый с реальным.

Завышает скорость

Результат замеров анемометром

Пять ошибок при замерах анемометром на решётках действуют разнонаправленно, и случайно могут дать точный замер. Но обычно точность на приточных решётках около 30% в плюс, на вытяжных 50% на занижение.

При контрольных и спорных замерах анемометражом лучше вообще не пользоваться.

Как мерить анемометром?

теоретически

При наличии времени и познаний в прикладной аэродинамике в длительном цикле замеров можно замерить с приемлемой точностью 10-20% даже одним анемометром. Но скорее всего потребуются насадки, так что это индивидуальная работа.

практически

Раньше делали специальные универсальные насадки, сейчас покупают готовые воронки или расходомеры. Внутри себя эти устройства переводят пять ошибок в две других: противодавление и внутреннее воздухораспределение.

Воронки пригодны в определённом диапазоне расходов, в любом случае занижают расход, иногда с этим можно смириться, и работать как будто всё нормально. При тщательной работе нужна калибровка на каждую группу воздухораспределителей.

Расходомеры с компенсацией противодавления позволяют сразу выйти на удовлетворительную точность 10-20%.

Как всегда при применении приборов важна старательность оператора. При замерах анемометром для получения точность 20% нужно много знать и уметь, при замерах расходомером для этой точности достаточно тщательно выполнить инструкции.

Как мы мерим анемометром?

Точные замеры производятся только в воздуховодах, на подходящих участках. Замеры на решётках проводятся в минимальном объёме, желательно с калибровкой по замерам в канале. Анемометром удобно пользоваться при пропорциональном регулировании.

На маленьких решётках и расходах мерим с воронками.

При работе на большом числе однотипных воздухораспределителей делаем переходник – расходомер.

Покупные расходомеры пока меня не устраивают по соотношению цена/эффективность.

Так что получается, что анемометр – это вспомогательный прибор, дополнение к дифференциальному манометру и пневмометрической трубке. Анемометраж – вспомогательный метод.

Как не надо мерить анемометром

Ролик с демонстрацией ошибок анемометража (внизу страницы по ссылке).

Ролики про измерение анемометром

Коллекция моих роликов про измерения анемометром (не полностью)

Присоединяйтесь к нам: ВКонтакте, Дзен, Телеграм