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Anemometria com fio quente

Visão Geral

Fonte: Ricardo Mejia-Alvarez e Hussam Hikmat Jabbar, Departamento de Engenharia Mecânica, Michigan State University, East Lansing, MI

Anemômetros de fios quentes têm uma resposta de tempo muito curta, o que os torna ideais para medir fenômenos rapidamente flutuantes, como fluxos turbulentos. O objetivo deste experimento é demonstrar o uso de anemometria de fios quentes.

Procedimento
  1. Meça a largura da fenda, W, e regisse esse valor na tabela 1.
  2. Verifique se o sistema de aquisição de dados segue o esquema na Figura 2.
  3. Conecte a porta positiva do transdutor de pressão (ver Figura 2 para referência) à torneira de pressão do plenário ( ).
  4. Deixe a porta negativa do transdutor de pressão aberta à atmosfera. Assim, a leitura deste transdutor será diretamente .css-f1q1l5{display:-webkit-box;display:-webkit-flex;display:-ms-flexbox;display:flex;-webkit-align-items:flex-end;-webkit-box-align:flex-end;-ms-flex-align:flex-end;align-items:flex-end;background-image:linear-gradient(180deg, rgba(255, 255, 255, 0) 0%, rgba(255, 255, 255, 0.8) 40%, rgba(255, 255, 255, 1) 100%);width:100%;height:100%;position:absolute;bottom:0px;left:0px;font-size:var(--chakra-fontSizes-lg);color:#676B82;}

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Resultados

As medidas experimentais estão listadas na Tabela 2 e mostradas na Figura 5. Uma regressão linear desses dados produziu o seguinte resultado para equação (6):

(9)

Que pode ser usado para determinar a velocidade em função da tensão:

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Aplicação e Resumo

Dado que a turbulência apresenta flutuações de velocidade de alta frequência, os anemômetros de fios quentes são instrumentos adequados para sua caracterização devido à sua alta resolução de tempo. No presente experimento, demonstramos o processo de calibração de um anêmômetro de fios quentes. Para isso, comparamos o sinal de tensão do anemômetro com valores conhecidos de velocidade na vena contracta de um jato bem caracterizado. Estas medidas foram utilizadas para determinar as constantes de ca...

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Referências
  1. Chapra, S.C. and R.P. Canale. Numerical methods for engineers. Vol. 2. New York: McGraw-Hill, 1998.
  2. King, L.V. On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: determination of the convection constants of small platinum wires with applications to hot-wire anemometry. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character 214 (1914): 373-432.
  3. White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
  4. Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5th ed., Wiley, 2006.
  5. Buckingham, E. Note on contraction coefficients of jets of gas. Journal of Research, 6:765-775, 1931.
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Hot Wire AnemometryFluid Velocity MeasurementFlow TestsTurbulent FlowsHot Wire AnemometersDiagnostic ToolConstant Temperature ConfigurationCalibrationResistive WireConvective CoolingElectrical PowerFlow Velocity

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0:07

Overview

1:07

Principles of Hot Wire Anemometry

4:18

Preparing the Flow Chamber

6:45

Analysis and Results

7:26

Applications

8:56

Summary

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