dinsdag 10 mei 2016

Een laminaire luchtstroom bestaat niet. Hoe kan dit toch betrouwbaar worden gemeten?

Frank van Kooten
gemiddelde leestijd 3 minuten
Het meten van luchtsnelheden in kanalen blijft ingewikkeld. Een luchtstroom is immers nooit helemaal laminair en de hoeveelheid bochten en vernauwingen in luchtkanalen zorgen voor ongewenste turbulentie. Bovendien wordt de luchthoeveelheid beïnvloed door de temperatuur en de barometer stand.
Hoe meet je dan toch betrouwbaar?

Eerst dient er bepaald te worden wat het beste punt is om te meten. Kies daarom altijd een punt met een zo lang mogelijke rechte kanaal lengte voor en na de meting. Ideaal is een rechte lengte van 7 keer de kanaal diameter voor de meting en 2 keer na de meting. De betrouwbaarheid is ook afhankelijk van het gekozen meetprincipe.

Flowmeting luchtkanaal

Het juiste meetprincipe

Er zijn grofweg 3 meetprincipes om een luchtsnelheid te meten. De meest bekende is een pitotbuismeting waarbij een drukverschil ontstaat door de luchtstroom. Een ander veelgebruikt meetprincipe is een hittedraad meting. Het derde meetprincipe is een vaanopnemer. Er zijn nog meer meetprincipes, maar die zijn vaak afgeleid van deze drie.

1. Pitotbuis meting

Een pitotbuis genereert een drukverschil tussen de dynamisch druk die wordt veroorzaakt door een flow en de statische druk in een kanaal. Naast de enkelzijdige pitotbuis zijn er ook zelfmiddelende flowsensoren die op hetzelfde principe werken, maar middelen over meerdere punten in het kanaak. Ik adviseer eigenlijk altijd een pitotbuis meting, tenzij het om zeer lage luchtsnelheden gaat. Dit meetprincipe heeft namelijk één nadeel, het is compleet waardeloos onder luchtsnelheden van 2 meter per seconde.

Flowmeting pitotbuis

2. Hittedraad meting

Een hittedraad is een heel dun verwarmd draadje dat in de luchtstroom wordt geplaatst. Hoe meer lucht er langs stroom, hoe meer het draadje afkoelt. Hittedraad sensoren zijn er voor zeer lage snelheden, maar ook voor snelheden tot wel 75 meter per seconde. Een hittedraad heeft 2 nadelen; het meetelement kan door de kwetsbaarheid niet worden toegepast bij vuile lucht en het meet de luchtsnelheid maar op één enkel punt. Als handmeter is dit principe prima, zolang er maar een gemiddeld functie op de handmeter zit. Voor vaste opstelling raden we dit meetprincipe meestal niet aan. Er zijn echter uitzonderingen waarbij dit principe wel een oplossing kan bieden.

3. Vaanopnemers

Een vaanopnemer, of schoepenrad kennen we vooral van de handmeters. Het voordeel van dit principe is dat het ook lagere snelheden meet, maar niet gevoelig is voor vuilere lucht. Dit meetprincipe kan dus oplossingen bieden wanneer een hittedraad niet voldoet. Naast handmeters zijn er ook steeds meer vaanopnemers voor vaste opstelling.


Middelen is de oplossing

Welk meetprincipe er ook wordt gekozen, het is essentieel dat er bij een lucht flowmeting wordt gemiddeld over meerdere punten. Staar je dus niet blind op de nauwkeurigheid bij een flowmeter. Bij een meting op één punt zegt namelijk alleen maar iets over het ene punt waar gemeten wordt, niet over de rest van het kanaal.