Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)

3. szám - Boros János: Áramlási sebesség mérése hőérzékeny fémoxiddal (termisztorral)

Hidrológiai Közlöny 36. évf. 1956. 3. sz. 167 vonatkozólag ugyanezzel a módszerrel azt kap­juk feleletül, hogy függően a felmelegítés mér­tékétől — a felszállás sebességének nagyságrendje mm/sec. A melegvíz felfelé való mozgását meg­vizsgáltam mozgó víz esetén is. Ez esetben is optikai úton követtem a felmelegedett víz moz­gását. Az eredmény itt is az volt, hogy ez a mozgás kis sebességű. A melegvíz felfelé való áramlása tehát nem zavarja a mérést. II. A mérési módszer leírása Ellenőrző mérés vékony csövekben 1. Az első módszernél —a­mely kb. 10—15 cm/sec sebességig használható egy jelvevő ter­misztor van. A spirális és a termisztor közötti távolság­­ ismeretes. A sebesség meghatározásához mérjük az időt a fűtőáram bekapcsolása és a fel­vétel között. Időmérőül a mérések egész tartama alatt 3 másodperces körülfutású stopperórát hasz­náltam, mellyel l/100 másodperc pontossággal mérhető az idő. A felvétel tehát a melegvíz termisztorhoz való érkezésének a meghatározása a W­heatstone híddal történt. A híd egyik ágában volt bekapcsolva a termisztor , a híd pontosan ki volt egyenlítve. A mérések elején EKM gyárt­mányú precíziós hidat használtam, a híd 0 ágában részben egy Norma—Wien-gyártmányú fénymu­tatós galvanométert, részben pedig egy 10­7 érzé­kenységű Reich-féle mutatós galvanométert. Az intézeti méréseknél a vizet vízvezetékből kaptam. Itt — amennyiben érzékenyre volt a­z­ág beál­lítva — az elején a víz hőmérséklete kis ingadozá­sokat mutatott. Az első módszer kísérleti próbáját bádogból készített 7,6 cm átmérőjű (45,3 cm2 keresztmetszetű) csőben végeztem. A szál fűtése 20—30 volt feszültséggel történt , pár tized má­sodperces árambekapcsolással. A fűtőszál a jeladó­­ és a jelvevő termisztor távolsága 50 cm volt. Mind a kettő a cső tengelyében volt elhe­lyezve. A sebességmérések ellenőrzését oly módon végeztem, hogy a vizet mérőhengerben felfogtam. Az időmérés mindig mérési sorozat középértékelé­séből történt. A legelső mérés a termisztorral a következő eredményt szolgáltatta : Idő : leolvasások 28,1 ; 27,4 26,7 ; 28,4 ; 28,1 sec. Középérték : 27,74 ^0,55 sec a középső szál sebessége (a maximális sebesség) 50 , Q / Pmax = =1,8 cm/sec £1,1 a vízhozam három mérés középértékéből 55 cm3/sec vízhozam a középső szál sebességével számolva 65,5 cm3/sec. A két érték hányadosa 55 65,6 Ez a jól ismert viszonyszám a középsebesség és a maximális sebesség között. A legelső mérési eredmény tehát már megadta azt, hogy ezzel a módszerrel lehet folyadék áramlási sebességet mérni és a mérés nagy pontossággal végezhető el. 2. A második módszernél, mely kb. 10 cm/sec. sebességeknél nagyobb sebességek mérésére alkal­mas, két jelvevőt használtam. Két jelvevő használata esetén a mérésnél fel­lépő , és nagyobb sebességeknél számottevő hibákat ki tudom küszöbölni. Ezek a hibák abból adódnak, hogy idő telik addig, amíg a spirálistól a víz átveszi a meleget ; idő kell ahhoz, hogy a termisztor átvegye a víztől a meleget, s a­­ mű­szer a híd egyensúlyának megbomlását mutassa. Ezek a hibák két termisztor alkalmazása esetén kiesnek. Két jelvevő esetén a mérés kétféleképpen tör­ténhet. Az egyik esetben egy mérőhidam van. Ekkor egy átkapcsolást kell alkalmaznom, hogy egyszer az egyik, másszor a másik termisztorral tudjak mérni. A mérés a következőképpen törté­nik : mérem az időt a jeladás kezdete és az 1. ter­misztor felvétele között. A felvétel időpontja a mutató­k helyzetből való kitérésének a megin­dulása. Ezután átkapcsolom a hidat a II. termisz­torra és mérem a jeladás kezdete és a II. termisz­tor felvétele közötti időt. A két idő különbségével osztva a termisztorok távolságát, kapjuk a sebes­séget. A másik eljárás esetében kettős hidat hasz­nálok, két­­ eszközzel. A kettős híd rádióellenállá­sokból készült házilag ; előállítási költsége pár száz forint és a célnak teljesen megfelel. Ez eset­ben mérem az I. és a II. termisztor felvétele kö­zötti időt. Ennek a módszernek - amely már a gyakorlatban használatos sebességek mérésére alkalmas - a laboratóriumi kipróbálása 1,89 cm2, illetve 4,92 cm2 keresztmetszetű gázcsőben történt. A jelvevők távolsága ezeknél a csöveknél a jel­adótól : a vékonyabb csőnél 50, illetve 150 cm, a vastagabb csőnél 37, illetve 99 cm. A csöveknél számos mérési sorozattal igazoltam, hogy a két termisztorral való mérés kb. 1,2 m/sec sebessé­gekig elvégezhető és megbízható. Az ellenőrzés költözéssel történt. III. Mérés vastag csőben A gázcsövekben való mérések után elvégez­tem az ellenőrző méréseket olyan csőben, amely a gyakorlatban használatos csövekhez közel áll. A méréseket Dr. Németh Endre egyetemi tanár a JUA VVv / f / -oo-1 - Fű­tospiralis / Termisztor -//. Termisztor 2. ábra. Mérés két jeladóval Puc. 2. Id3MepeHue npu nojuouju deyx mepMik­mopoe Fig. 2. Measurement with two thermocells

Next