Taratura della galleria del vento

Politecnico di Milano Insegnamentodi Aerodinamica a.a 2012-13

• 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.

Misura richiesta Numero di serieΔprif 1152907

Δppitot 1152908

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 misura la 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 misura la pressione dinamica fornita dal tubo di Pitot Costante 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 LabView http://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:

Aumentando la velocità…Velocità Presa pressione statica [V] Pitot [V]

1 5.3425.3435.344

4.9995.05.007

2 5.7145.7155.715

5.3235.3225.323

3 6.3966.3936.397

5.9095.9055.912

4 7.5967.6017.597

6.9546.966.957

5 9.1859.2019.2

8.3528.3728.384

6 9.995 9.995

Diminuendo la velocità…Velocità Presa pressione statica [V] Pitot [V]

5 9.6389.632

8.7428.752

4.5 8.7428.736

7.9777.957

4 7.8557.836

7.1947.169

3.5 7.0086.997

6.4446.438

3 6.546.534

6.046.035

2.5 5.9945.993

5.5685.565

2 5.7435.744

5.3485.348

1.5 5.472 5.1

1 5.348 5.005

• 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

Curva di taratura della galleria pdinVera = 0.859 pdinRif

0.000 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.0000.000

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

f(x) = 0.858961109092767 x − 0.768706930150927R² = 0.99995620880428

pressione dinamica di riferimento [Pa]

pres

sione

din

amic

a ve

ra (d

el P

itot)

[Pa

]