Medidores anemómetros.
Figura F54. Anemómetro
Funciona según el siguiente principio: Cuando un alambre calentado eléctricamente se coloca en una corriente gaseosa, se transfiere calor desde el alambre al fluido principalmente por convección; por tanto, midiendo la temperatura del alambre se tendrá entonces una medida del flujo másico del fluido.
Si se asume que toda la potencia eléctrica es transformada en calor, para una condición de equilibrio, el balance de energía se puede describir por la ecuación F66:
(F66)
Donde:
I: Corriente eléctrica (A).
Rw: Resistencia del alambre (Ohm).
Kc: factor de conversión (potencia térmica a eléctrica).
Tw: Temperatura del alambre (°F).
Tf: Temperatura del fluido (°F).
h: Coeficiente de transferencia de calor por convección.
A: Área de transferencia de calor (mm2).
Si no hay grandes variaciones en la presión y la temperatura (densidad constante), h es principalmente función de la velocidad (V) y se puede calcular por medio de la ecuación F67:
(F67)
Donde C0 y C1 son constantes.
Los anemómetros de hilo caliente son hechos de dos formas básicas: De corriente constante y de temperatura constante.
Anemómetros de corriente constante
La resistencia de alambre fino transporta una corriente constante. El alambre llega a una temperatura de equilibrio cuando el calor generado por este es balanceado por la pérdida de calor por convección desde su superficie.
Como el coeficiente de transferencia de calor es función de la velocidad del flujo, la temperatura de equilibrio del alambre es una medida de la velocidad. La temperatura del alambre se puede medir en términos de su resistencia eléctrica.
Anemómetros de temperatura constante
En la forma de temperatura constante, la corriente a través del alambre es ajustada para mantener la temperatura del alambre constante (lo cual se determina por su resistencia). La corriente requerida para lograr esto es entonces una medida de la velocidad del flujo.
Anemómetro de hilo caliente
Este instrumento consiste en un alambre fino de corta longitud conectado por sus extremos a dos apoyos, tal como se muestra en la figura F54.