Pomiar prędkości

fizyczne metody pomiaru prędkości są z reguły pośrednie. Kategoria ta obejmuje metody rozpylania-con, które wykorzystują zależność parametrów wyładowania elektrycznego od prędkości; metody jonizacji, które zależą od pola skoncentrowanych jonów, wytwarzanych przez izotop promieniotwórczy w ośrodku ruchomym, od prędkości przepływu płynu; metoda elektrodyfuzji, która wykorzystuje wpływ przepływu na procesy dyfuzji elektrodowej; anemometr gorącego drutu lub gorącego filmu; metody magnes do akustyki.

metoda gorącego drutu wynika z zależności konwekcyjnego transferu ciepła elementu czujnikowego od prędkości napływającego przepływu badanego medium (patrz Anemometr gorącego drutu i gorącego filmu). Jego główną zaletą jest to, że przetwornik pierwotny ma Pasmo przenoszenia wysokiej częstotliwości, co pozwala nam na wykorzystanie go do pomiaru turbulentnej charakterystyki przepływu.

metoda elektrodyfuzyjna badania pól prędkości opiera się na pomiarze prądu jonów dyfuzyjnych w kierunku katody i wyładowujących się na niej. Substancje rozpuszczone w elektrolicie muszą zapewniać reakcję elektrochemiczną zachodzącą na elektrodach. Najczęściej stosuje się dwa rodzaje elektrolitów: żelazocyjanidowy, składający się odpowiednio z roztworu ferri potasowego i żelazocyjanku K3Fe(CN)6, k4fe(CN)6, o stężeniu 10-3 − 5 × 102 mol/1) i żrącego sodu NaOH (o stężeniu 0,5-2 mol/1) w wodzie; triodyna, składająca się z roztworu jodku I2 (10-4 − 10-2 mol/1) i jodku potasu KI (0,1-0,5 mola/1).) w wodzie. Platyna jest używana jako katoda w takich systemach. Do pomiaru prędkości stosuje się czujnik wykonany ze szklanej rurki kapilarnej o średnicy 30-40 µm z przylutowanym do niej drutem platynowym (d = 15-20 µm). Element czujnika (katoda) jest końcem drutu skierowanym w stronę przepływu, a obudowa urządzenia jest anodą. Zależność między prądem w obwodzie a prędkością jest opisana relacją I = A + B, gdzie A i B są stałymi przetwornika zdefiniowanymi w badaniach kalibracyjnych.

metody magnetohydrodynamiczne opierają się na efektach dynamicznej interakcji między poruszającym się zjonizowanym gazem lub elektrolitem a polem magnetycznym. Medium przewodzące, poruszające się w poprzecznym polu magnetycznym, wytwarza siłę elektryczną e między dwiema sondami umieszczonymi w odległości L w przepływie płynu, proporcjonalną do natężenia pola magnetycznego H i prędkości przepływu u: e = μ. Wadą tej metody jest to, że można ją stosować tylko do pomiaru prędkości uśrednionej nad sekcją przepływu, mimo to znalazła ona zastosowanie w badaniu gorących i rozrzedzonych mediów plazmowych.

wśród metod bezpośrednich najliczniejsze są metody akustyczne, radiolokacyjne i optyczne. Korzystając z metod akustycznych do określania prędkości medium, możemy zmierzyć albo rozpraszanie klastra fal ultradźwiękowych przez przepływ płynu prostopadły do osi klastra, albo dopplerowskie przesunięcie częstotliwości ultradźwięków rozproszonych przez poruszające się medium, albo czas podróży oscylacji akustycznych przez poruszające się medium. Metody te znalazły zastosowanie w badaniu przepływów w atmosferze i oceanie, gdzie wymagania dotyczące miejsca pomiaru są mniej rygorystyczne niż w modelowych eksperymentach laboratoryjnych. Do przeprowadzania precyzyjnych eksperymentów z wysoką rozdzielczością czasową i przestrzenną stosuje się metody optyczne—najbardziej wyrafinowaną metodą jest laserowa anemometria dopplerowska. (patrz Anemometry, Doppler Laserowy). Laserowa anemometria dopplerowska polega na rozpraszaniu małych cząstek w przepływie i może być również uważana za metodę kinematyczną (patrz wyżej).