Измерение скорости потока воздуха

Воздух является одним из важнейших факторов жизнедеятельности человека. Поверхность организма человека находится в постоянном контакте с окружающей его средой. Воздух необходим для дыхания и обеспечения человеческого организма кислородом и для удаления влаги из организма при выдыхании и других физиологических процессах, а также в обеспечении процессов тепло- , газо- и массообмена человека с окружающей его средой.

Движение воздуха существенно влияет на самочувствие людей, находящихся в нем и в целом на ощущение комфорта. Если поток воздуха полностью отсутствует, то находиться в таком помещении некомфортно. Причина состоит в том, что в этом случае вокруг человеческого тела образуется нечто вроде рубашки из воздуха, насыщенного влагой, которая значительно ухудшает теплоотдачу от тела.

Скорость потока воздуха измеряется специальными приборами, которые называются анемометры. Они бывают различных видов: чашечные, тепловые, ультразвуковые, электронные, цифровые.

Чашечный анемометр – самый простой тип измерителя скорости потока воздуха. Он был изобретен в 1846 году Джоном Томасом Ромни Робинсоном. Первый такой прибор состоял из четырех полусферических чашек, которые были насажены на спицы ротора, вращающегося на вертикальной оси. Позже, в 1926 году канадец Джон Паттерсон предложил трехчашечный ротор, который отличался от четырехчашечного большим вращающим моментом и более быстрым отрабатыванием порывов ветра.

Тепловой анемометр или термоанемометр конструктивно состоит из тонкой нити накаливания (нихром, вольфрам и др.), которая нагревается выше температуры среды и охлаждается потоком воздуха. С изменением скорости ветра меняется температура и, соответственно, электрическое сопротивление нити. Конструкция не без недостатков, но из-за малой инерционности находит широкое применение в аэродинамических измерениях.

Принцип действия ультразвукового анемометра таков: измеряется скорость звука, меняющаяся в зависимости от направления и скорости ветра. Имеются ультразвуковые двумерные и трехмерные анемометры, а также термоанемометры. С помощью двумерного анемометра можно измерять направление и скорость горизонтального ветра. При помощи трехмерного анемометра проводятся измерения времени прохождения импульсов, а потом пересчитываются в параметры направления ветра. Термоанемометр, кроме трех параметров направления ветра, может еще измерять и температуру воздуха.

Современные электронные анемометры могут замерять кроме скорости движения потока воздуха еще и расход воздуха в единицах объема, а также влажность воздушного потока и его температуру. Российские предприятия выпускают различные многофункциональные приборы, содержащие в себе функции как гигрометра (измерение влажности), термоанемометра, так и манометра (измерение дифференциального давления в воздуховоде).

Выпускаемые на территории РФ анемометры, поскольку они являются средствами измерения, подлежат государственной поверке, и должны обязательно сертифицироваться.