Baixe trabalho anemometro e outras Trabalhos em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!
CECE – CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS
ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA EXPERIMENTOS FLUIDOS MECÂNICOS
DOCENTE THIAGO ANTONINI ALVES
SENSORES DE VELOCIDADE
ANEMÔMETRO
LEORNADO CRISTOFOLI SILVA
PROF: THIAGO ANTONINI ALVES
EXPERIMENTOS FLUIDOS MECÂNICOS
SUMÁRIO
- NOVEMBRO /
- INTRODUÇÃO.................................................................................................................
- (1.1) UNIDADES DE VELOCIDADE.............................................................................
- (2.0) ANEMÔMETRO......................................................................................................
- (2.1) TERMOS IMPORTANTES..................................................................................
- (2.2) PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO.................................................................
- (2.3) CLASSIFICAÇÃO DOS ANEMÔMETROS......................................................
- (3.0) TIPOS DE ANEMÔMETROS.................................................................................
- (3.1) TIPO CANECO OU COPO..................................................................................
- (3.2) ANEMOMETROS TIPO HÉLICE.......................................................................
- (3.3) ANEMÔMETRO TIPO SÔNICO........................................................................
- (3.4) ANEMÔMETRO TIPO FIO QUENTE...............................................................
- CONCLUSÃO...................................................................................................................
- REFERÊNCIAS................................................................................................................
- Sistema CGS de unidades - Centímetro por segundo (cm/s);
- Sistema imperial de medidas
- Pé por segundo (ft/s);
- Milha por hora (mph);
- Milha por segundo (mps);
- Navegação marítima e Navegação aérea - O nó é uma unidade de medida da velocidade, utilizada na navegação marítima e aérea, equivalente a uma milha náutica por hora;
- Unidades naturais
- Velocidade da luz no vácuo = 299 792 458 m/s. É a maior velocidade que se pode atingir no Universo segundo a Teoria Restrita da Relatividade de Einstein.
(2.0) ANEMÔMETRO......................................................................................................
Bem como explicado na introdução os anemômetros são instrumentos para medir a velocidade de escoamento de um fluido.
(2.1) TERMOS IMPORTANTES..................................................................................
- Constante de distância : distância que o fluido percorre no anemômetro para responder à mudança do estágio inicial para o final;
- Limiar ou valor de entrada (Threshold): é a velocidade para o começo da operação do instrumento;
- Força exercida pelo vento ou pressão: base para a mensuração da velocidade do fluido;
(2.2) PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO.................................................................
Basicamente dependem da energia cinética do fluido, onde esta pode pressionar os hemisférios dos copos, ou pressionar as hélices, que giram um eixo, este movimento gera correntes induzidas nas espiras, devido à lei de Lenz, um circuito converte o valor desta corrente em valores mensurados.
Também há outras maneiras, uma ocorre nos anemômetros sônicos, onde mede-se o tempo de resposta de sensores, como o vento ( por exemplo) se movimenta, os sensores apresentarão tempos de resposta diferentes.
Para anemômetros de fio quente, o movimento dos fluidos retira calor do fio por convecção, este tanto de calor resfriado altera a resistência elétrica do fio, desta maneira pode-se medir a velocidade do fluido.
(2.3) CLASSIFICAÇÃO DOS ANEMÔMETROS......................................................
- Quanto à pressão dinâmica do vento: limitados na variedade. São os tubos de Pressão ;
- Quanto à velocidade e a freqüência de uma pressão pulsante: anemômetros do tipo vortex trail, sônico e acústico (Doppler);
- Quanto à força total numa superfície: são os anemômetros de caneco (ou copo) e de hélice (são os mais utilizados).
(3.0) TIPOS DE ANEMÔMETROS.................................................................................
A seleção do tipo de instrumento a utilizar deve ter em conta a várias características de cada um, de modo a que o instrumento escolhido possa responder ao tipo de medição que se pretende.
(3.1) TIPO CANECO OU COPO..................................................................................
Consiste de um instrumento com três ou quatro pequenos hemisférios ocos, de forma que eles apanham a energia cinética do fluido e giram em torno de uma haste vertical.
Um dispositivo elétrico registra as revoluções dos copos e calcula a velocidade do vento. O anemômetro tipo caneco se caracteriza pela:
- Simplicidade e sensibilidade;
- A velocidade de rotação é em função da velocidade do fluido;
- A rotação das hélices do anemômetro: fluxo magnético no interior do gerador magnético;
- Surge uma tensão elétrica induzida que pode ser lida por um voltímetro;
- O valor quadrático médio da tensão induzida no anemômetro pode ser utilizado para determinar a velocidade do vento escoando através da hélice, desde que tenha sido feita uma calibração prévia do aparelho;
- O plano de rotação de uma hélice é posicionado perpendicular ao fluido.
Figura SEQ Figura * ARABIC 2 – anemômetro tipo hélice analógico
Figura SEQ Figura * ARABIC 3 - anemômetro tipo hélice digital (3.3) ANEMÔMETRO TIPO SÔNICO
Um anemômetro sônico determina a velocidade instantânea do fluido e turbulência, medindo a quantidade de ondas sonoras que viajam entre um par de transdutores. As ondas sonoras são acelerados ou retardados pelo efeito do escoamento. O anemômetro sônico foi inventado pelo geólogo Dr. Andreas Pflitsch em 1994.
Resumindo, velocidade do som varia segundo temperatura do ar, pressão do vapor d água e pressão atmosférica. Três conjuntos de emissores e receptores nas direções x, y e z determinam as componentes ortogonais da velocidade do fluido simultaneamente.
Figura SEQ Figura * ARABIC 4 – anemômetro tipo sônico
(3.4) ANEMÔMETRO TIPO FIO QUENTE...............................................................
Anemômetros de fio quente usam um fio muito fino (da ordem de vários micrometros) aquecido eletricamente até uma temperatura acima do ambiente. Fluido escoando pelo fio tem um efeito de resfriamento sobre o fio (convecção).
Como a resistência elétrica da maioria dos metais é dependente da temperatura do metal, uma relação pode ser obtida entre a resistência do fio e da velocidade do fluxo.
Diversas formas de aplicação do fio quente, eles podem ser classificada como:
- CCA - Anemômetro de corrente constante;
- AVC - Anemômetro de tensão constante;
- CTA - A temperatura constante no anemômetro. A tensão de saída destes anemômetros é, portanto, o resultado de algum tipo de circuito no interior do dispositivo tentando manter a variável específica (corrente, tensão ou temperatura) constante.
Figura SEQ Figura * ARABIC 5 – anemômetro de fio quente
CONCLUSÃO...................................................................................................................
Os anemômetros estão presentes hoje graças há uma invenção muito antiga, os moinhos, quando descobriram as leis de fluxo magnético descobriram que era possível medir a velocidade do vento através dessa propriedade.
Hoje existem anemômetros dos mais diversos modos para as mais diversas aplicações, e muito mais avançados do que os primeiros apresentados, também despojamos de alto grau de sensibilidade, existem anemômetros de bolso, enfim, para o que precisar, há um censor ótimo para seu uso. No entanto não nos surpreenderíamos se inventassem algo novo e muito melhor, até mesmo porque, devemos o avanço da nossa tecnologia de hoje a tecnologia de ontem, então ainda podemos evoluir os nossos sensores.
REFERÊNCIAS................................................................................................................
- DINES, William Henry. Anemometer. 1911 Enciclopédia Britânica.
- MIDDLETON,W.E. Knowles; SPILHAUS, Athelstan F. Meteorological Instruments, Third Edition revised, University of Toronto Press, Toronto, 1953
- MIDDLETON W.E. Knowles Invention of the Meteorological Instruments, , The Johns Hopkins Press, Baltimore, 1969
