IX Regionalna konferencija Industrijska energetika i zaštita životne sredine u zemljama Jugoistočne Evrope (str. 169-180)
AUTOR(I) / AUTHOR(S): Milan Bulajić, Novica Janković, Đorđe Čantrak
Download Full Pdf 
DOI: 10.46793/IEEP24.169B
SAŽETAK / ABSTRACT:
Simultana merenja složenih strujnih polja brzine i pritiska, i to sa visokom učestanošću, predstavljaju večiti izazov za istraživače širom sveta. Turbulentno vihorno strujanje na potisu aksijalnog ventilatora je jedan od takvih tipova strujanja. Pojava vihornog strujanja u ventilacionim sistemima, prema brojnim autorima, predstavlja izvor energetskih gubitaka, izmeštanja projektovane radne tačke ventilatora, kao i smanjenja energetske efikasnosti celog sistema.
Za istraživanje ovako složenih turbulentnih strujanja, služe sonde sa više rupica, poput takozvanih Konrad ili kobra sondi. U novije vreme se transmiteri pritiska ugrađuju unosač sonde, pa takve sonde imaju brz odziv, odnosno veliku brzinu uzorkovanja prilikom merenja. Brzina uzorkovanja zavisi od geometrije sonde. Sonda, koja se prikazuje u ovom radu, može da uzorkuje sa nekoliko hiljada odbiraka u sekundi, što je od izuzetnog značaja,
s obzirom na postojanje izrazito visokog nivoa turbulencije brzine i pritiska.
Nestacionarnost i trokomponentnost strujanja, koja je izražena kod turbomašina, su zahtevi koji dovode do geometrije sonde koja ima veliki broj rupica sa ugrađenim transmiterima visoke učestanosti. Ovo je dovelo do proizvodnje FRAP (eng. Fast Response Aerodynamic Probe) koja ima 5 rupica i zadovoljava ove kriterijume. Za razliku od standardnih sondi (Pito), FRAP sonde je potrebno redovno kalibrisati.
Kalibracija zahteva ispitivanje sonde u aerotunelima sa izlaznim mlaznicama dovoljne veličine i jako niskog nivoa turbulencije (do maksimalno 2%), pri različitim uglovima nastrujavanja i brzina na glavu sonde, i to u okviru konusa jedinstvenosti sonde. Ovako složena kalibracija, koja drugo traje, daje, sa druge strane, solidno veliki komfor prilikom merenja sa ovim tipom sondi.
Svi očekivani uglovi nastrujavanja sonde u njenim radnim položajima pri merenjima, obuhvataju se tzv. Pitch-Yaw kalibracijom. Direktan prevod znači nagib i skretanje, odnosno menjanje uglova φ i θ. Instalacije na ručni pogon, koje omogućavaju ovo zakretanje i već postoje u laboratoriji Katedre za hidraulične mašine i energetske sisteme, zahtevaju previše vremena, strpljenja i preciznosti od eksperimentatora koji vrši kalibraciju. Ovo dovodi do potrebe za automatizacijom celog kalibracije sonde, što i jeste cilj izlaganja u ovom radu. Osim uštede vremena, automatizacija nudi veći nivo tačnosti pozicija i prikupljanja podataka sa kalibrisanog uređaja.
Projektovana instalacija se sastoji od preciznog pozicionera i aerotunela koji ima zadovoljavajući nivo turbulencije. Celo upravljanje je napisano pomoću programskog jezika LabVIEW koji svojim grafičkim prikazom olakšava istraživaču upravljanje procesom kalibracije. Softver i instalacija su dizajnirani tako da omogućavaju kalibrisanje i drugih uređaja kroz dalju eksploataciju.
KLJUČNE REČI / KEYWORDS:
3D polje brzine, pritisak, sonda sa više rupice, FRAP sonda, turbulencija, mehanizam za kalibraciju.
LITERATURA / REFERENCES:
[1]F. M. Heckmeier, S. Kienitz, D. Iglesias, C. Breitsamter (2019): An Inovative Development of a Five – Hole Pressure Probe for Highly Unsteady Flow Phenomena, ASME
[2]J. F. Brouckaert (2007): Fast response aerodynamic probes for measurements in turbomachines, von Karman Institute for Fluid Dynamics, doi: 10.1243/09576509JPE460.
[3]Sa interneta
[4]E. S. Johansen, O. K. Rediniotis, G. Jones (2001): The compressible calibration of miniature multi-hole probes, ASME, doi: 10.1115/1.1334377.
[5]Dušan Z. Bojović: ,,Idejno rešenje pozicionera za automatizovanu kalibraciju sonde sa pet rupica za merenje 3D polja brzine i pritiska“, 2020. Master rad, Univerzitet u Beogradu – Mašinski fakultet.
[6]Habib Ali: Rad iz Završnogpredmeta (B.Sc. rad) na Osnovnim akademskimstudijama, Mašinski fakultet, Beograd.
[7]Milan D. Pajić: ,,Eksperimentalna merenja polja pritiska i brzine na izlazu iz otvorenog aerotunela”, 2017. Master rad, Univerzitet u Beogradu – Mašinski fakultet.
[8]Đorđe M. Jeremić: ,,LDA merenje strujanja fluida u mlazu otvorenog aerotunela“, 2019. Master rad, Univerzitet u Beogradu – Mašinski fakultet.