Definición: El anemómetro de hilo caliente es un dispositivo utilizado para medir la velocidad y la dirección del fluido. Esto se puede hacer midiendo la pérdida de calor del cable que se coloca en la corriente de fluido. El alambre se calienta con corriente eléctrica.
El alambre caliente cuando se coloca en la corriente del fluido, en ese caso, el calor se transfiere del alambre al fluido y, por lo tanto, la temperatura del alambre se reduce. La resistencia del alambre mide el caudal del fluido.
El anemómetro de hilo caliente se utiliza como herramienta de investigación en mecánica de fluidos. Funciona según el principio de transferencia de calor de alta temperatura a baja temperatura.
Índice de contenidos
Construcción de Anemómetro de Hilo Caliente
El anemómetro de hilo caliente consta de dos partes principales.
- Cable conductor
- Puente de Wheatstone.
El hilo conductor está alojado dentro del cuerpo cerámico. Los cables se sacan del cuerpo de cerámica y se conectan al puente de Wheatstone. El puente de piedra de trigo mide la variación de la resistencia.
Método de corriente constante
En el método de corriente constante, el anemómetro se coloca en la corriente del fluido cuyo caudal debe medirse. La corriente de magnitud constante pasa a través del alambre. El puente de Wheatstone también se mantiene en el voltaje constante.
Cuando el alambre se mantiene en la corriente de líquido, en ese caso, el calor se transfiere del alambre al fluido. El calor es directamente proporcional a la resistencia del alambre. Si el calor se reduce, eso significa que la resistencia del cable también se reduce. El puente de Wheatstone mide la variación de resistencia que es igual al caudal del líquido.
Método de temperatura constante
En este arreglo, el alambre es calentado por la corriente eléctrica. El alambre caliente cuando se coloca en la corriente de fluido, la transferencia de calor del alambre al fluido. Por lo tanto, la temperatura del cable cambia, lo que también cambia su resistencia. Funciona según el principio de que la temperatura del cable permanece constante. La corriente total requerida para llevar el cable a la condición inicial es igual a la tasa de flujo del gas.
Medición de la velocidad de un fluido utilizando un instrumento de hilo caliente
En el anemómetro de alambre caliente, el calor se transfiere eléctricamente al alambre que se coloca en la corriente de fluido. El puente de Wheatstone se utiliza para medir la temperatura del cable con respecto a su resistencia. La temperatura del cable permanece constante para medir la corriente de calentamiento. Así, el puente permanece equilibrado.
La resistencia estándar está conectada en serie con el cable calefactor. La corriente a través del cable se determina conociendo la caída de voltaje a través de la resistencia. Y el valor de la caída de voltaje está determinado por el potenciómetro.
La ecuación determina la pérdida de calor del alambre calentado.
Donde, v – velocidad del flujo de calor,
ρ – la densidad del fluido,
a y b son las constantes. Su valor depende de la dimensión y las propiedades físicas del fluido y el alambre.
Supongamos que I, es la corriente del cable y R es su resistencia. En condiciones de equilibrio,
Calor generado = Calor perdido
La resistencia y la temperatura del instrumento se mantienen constantes para medir la velocidad del fluido midiendo la corriente I.