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Politecnico di Milano Insegnamento di Aerodinamica a.a 2012-13. Taratura della galleria del vento. Una volta inserito il modello non è più possibile misurare la vera pressione dinamica a centro vena ,
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Politecnico di Milano Insegnamento di Aerodinamica a.a 2012-13 Taratura della galleria del vento
Una volta inserito il modello non è più possibile misurare la vera pressione dinamica a centro vena, ma disponendo della curva di taratura e della pressione di riferimento è possibile risalire ad essa. • La pendenza angolare di tale retta di taratura fornisce il coefficiente di taratura della galleria • che permetterà di calcolare la “vera pressione dinamica” esistente in camera di prova, disponendo della misura della pressione di riferimento, fornita dalla statica a parete • (questa misura ha tra l’altro il vantaggio di essere «non intrusiva» cioè di non produrre interferenza con il modello presente in camera di prova).
Per le misure di pressione si sono utilizzati due trasduttori di pressione differenziale modello Setra 267, http://test.setra.com/ProductDetails/267_HVAC.htm le cui caratteristiche sono riassunte nelle pagine successive. • Per calibrare i trasduttori è stato usato un «micromanometro di Betz» un manometro differenziale ad H2O dotato di galleggiante e visore ottico. • I trasduttori forniscono i seguenti valori nominali; al fondo scala negativo della differenza di pressione (due pollici e mezzo negativi di colonna d’acqua ovvero - 2,5’ water-column) l’uscita di zero Volt, mentre al fondo scala positivo (due pollici e mezzo di colonna d’acqua, ovvero +2,5’ water-column) l’uscita è di dieci Volt.
Trasduttore che misura la pressione di riferimento; il tubicino blu a cui si collega uno dei due tubi trasparenti, è aperto per rilevare la pressione atmosferica, l’altro va alla presa a parete
Scheda tecnica del trasduttore che misurala pressione dinamica di riferimentoCostante di taratura del trasduttore = 12.871*9.80665 = 126.22 Pa/V Micromanometro di Betz(che è stato usato per la calibrazione del trasduttiore). Lo schema di funzionamento del micromanometro è riportato a pag. 11
Trasduttore che misura la pressione dinamica fornita dal tubo di Pitot
Scheda tecnica del trasduttore che misurala pressione dinamica fornita daltubo di PitotCostante di taratura del trasduttore = 12.646*9.80665= 124.01 Pa/V
Al segnale fornito dal trasduttore occorre “sottrarre l’offset” che nominalmente dovrebbe essere di 5 V. • La pendenza della retta di taratura dello strumento si può ritenere sufficientemente stabile nel tempo. • I valori dell’offset (cioè l’uscita dallo strumento che si misura quando il segnale di pressione all’ingresso è nullo) tendono facilmente modificarsi (anche durante la prova) perché dipendono delle condizioni ambientali. • Per l’acquisizione dei dati si è utilizzato un PC dotato del software LabViewhttp://it.wikipedia.org/wiki/LabVIEW e nel quale era inserita una scheda di acquisizione della National Instruments. • Le acquisizioni sono “mediate nel tempo” (si è scelto di calcolare il valor medio del segnale con un intervallo di 5 secondi)
Nella fotografia dello schermo si notano gli offset misurati a galleria spenta: • Linea Bianca: offset 5.295 V del trasduttore che misura la differenza fra pressione ambiente (tubicino blu aperto) e la pressione statica a parete ossia la pressione di riferimento. • Linea Rossa: offset 4.96 V del trasduttore che misura la differenza fra pressione totale e pressione statica ossia la pressione dinamica fornita dal tubo di Pitot.
Posto il tubo di Pitot a centro vena e a centro camera( dove poi sarà collocato il modello) si sono misurati i valori di tensione in Volt forniti dai trasduttori per i diversi regimi di funzionamento della galleria. • Lo scopo di questa attività è quello di correlare la pressione dinamica a centro vena ottenuta dal tubo di Pitot con la pressione di riferimento. • Variando il regime di funzionamento della galleria si sono trascritte le misure grezze, che vengono riportate nella tabelle seguenti. Tali misure devono poi essere elaborate, sottraendo gli offset e convertendo le misure da Volt in Pascal, tramite la costante di taratura del trasduttore. • Ecco nelle tabelle seguenti le rilevazioni ottenute:
Tolti gli offset e trasformati i valori acquisiti per le pressioni in Pascal, si trova mediante la tecnica di interpolazione ai minimi quadrati (correlazione R= 0.999978) l’equazione della retta interpolante: pdinVera= 0.859 pdinRif- 0.78 Pa • L’intercetta di -0.78 Pa può essere tranquillamente omessa, essendo minore degli errori di misura delle pressioni(l’accuratezza è dell’ordine dell’1% del Fs, quindi è di qualche Pascal) • La pressione dinamica di riferimento, rilevata con la presa statica a parete, deve essere moltiplicata per 0.859 per trovare la vera pressione dinamica in camera di prova (cioè quella che sarebbe misurata da un tubo di Pitot). • Notiamo come il coefficiente sia risultato < 1, come ovvio per le perdite di carico causate dall’imbocco della galleria. Negli anni passati a causa del filtro sporco e deteriorato, sostituito prima dell’inizio degli esperimenti condotti quest’anno, i coefficienti di taratura erano risultati pari a 0.766, nel 2010 e 0.764, nel 2011. • Si invitano gli studenti a ripetere i calcoli ed a provare a ri-determinare la costante di taratura della galleria (attenzione scartare il dato 9.995V , che ha«saturato» cioè superato il FS del trasduttore e fornisce nel grafico a pg 18 un punto fuori andamento
