بررسي تجربي مقادير منفي ضريب حساسيت ياو سنسور جريان سنج سيم داغ در اندازه گيري جريان دوبعدي

Experimental Investigation on Negative Values of Yaw Sensitivity Coefficient for Hot Wire Anemometer Sensor in Two-dimensional Flow Measurement

در اندازه گيري جريان دوبعدي با جريان سنج سيم داغ، حساسيت سنسور به تغيير جهت جريان (حساسيت جهت يا پاسخ زاويه اي سنسور) از اهميت خاصي برخوردار است. حساسيت جهت سنسور، رابطه بين بردار سرعت جريان و انتقال حرارت از سنسور است كه در اندازه گيري دوبعدي توسط تابع و ضريب حساسيت ياو تعيين مي شود. در برخي موارد، مقادير ضريب حساسيت ياو K2 منفي بوده كه دلايل مشخصي براي آن ارايه نشده است. در اين مقاله دلايل پيدايش مقادير منفي ضريب حساسيت ياو K2 سنسورهاي بدون روكش جريان سنج سيم داغ در اندازه گيري دوبعدي به صورت تجربي مورد مطالعه قرار گرفته است. به اين منظور، ميدان سرعت جريان بين پايه هاي يك مدل پراب عمودي (SN) در سرعت ها و زواياي مختلف جريان بررسي شده است. نتايج نشان مي دهند پايه هاي پراب در جريان اختلال هايي ايجاد مي كنند كه باعث كاهش سرعت و انحراف (چرخش) جريان در مجاورت پايه ها و سنسور مي شود. در زواياي مختلف جريان (ياو) مقدار كاهش سرعت جريان تا 3% و مقدار انحراف زاويه ياو تا 6/3درجه متفاوت است. به نظر مي رسد اين پديده بر ميزان انتقال حرارت از سنسور و سرعت موثر به دست آمده از جريان سنج تاثيرگذار است و در نهايت منجر به ايجاد مقادير منفي 2k مي شود.

In two-dimensional measurements using hot wire anemometer, the sensitivity of the sensor to change the flow direction (sensitivity of direction or angular response of sensor) is of particular importance. Sensitivity of direction of sensor, relation between flow velocity vector and heat transfer from the hot wire sensor is determined, using the Yaw sensitivity function and its coefficient. In some cases, negative values of Yaw sensitivity coefficient k^2 are encountered, for which no specific reason has been presented. In this paper, reason of negative values of k^2 for un-plated sensors of hot wire anemometer in two-dimensional measurements have been investigated experimentally. For this purpose, flow velocity field between the prongs of a model of a normal probe (SN) at different velocities and Yaw angles have been studied. Results show that the probe’s prongs produce flow disturbances, which cause a reduction in flow velocity and the deviation (rotation) of the flow adjacent to the prongs and the sensor. At different Yaw angles, the maximum reduction in flow velocity amounts to 3% and the deviation of flow direction has a maximum of 6.3°. It is supposed that this phenomenon affects the amount of heat transfer from the sensor and the effective velocity obtained by the hot wire anemometer, which eventually produces the reported negative k2 values.