Kawat panas ketika ditempatkan di aliran fluida, dalam hal ini, panas dipindahkan dari kawat ke fluida, dan karenanya suhu kawat berkurang. Hambatan kawat mengukur laju aliran fluida.
Anemometer kawat panas digunakan sebagai alat penelitian dalam mekanika fluida. Ia bekerja berdasarkan prinsip perpindahan panas dari suhu tinggi ke suhu rendah.
Konstruksi Anemometer Kawat Panas
Anemometer kawat panas terdiri dari dua bagian utama.
1. Kawat Konduktor
2. Jembatan Wheatstone.
Kawat konduktor ditempatkan di dalam badan keramik. Kabel dicabut dari badan keramik dan dihubungkan ke jembatan Wheatstone. Jembatan Wheatstone mengukur variasi resistensi.
Metode Arus Konstan
Dalam metode arus konstan, anemometer ditempatkan di aliran fluida yang laju alirannya perlu diukur. Arus yang besarnya konstan dilewatkan melalui kawat. Jembatan Wheatstone juga dijaga pada tegangan konstan.
Ketika kawat disimpan dalam aliran cairan, dalam hal ini, panas dipindahkan dari kawat ke cairan. Panas berbanding lurus dengan hambatan kawat. Jika panas berkurang, itu berarti hambatan kawat juga berkurang. Jembatan Wheatstone mengukur variasi resistansi yang sama dengan laju aliran cairan.
Metode Suhu Konstan
Dalam pengaturan ini, kawat dipanaskan oleh arus listrik. Kawat panas ketika ditempatkan di aliran fluida, perpindahan panas dari kawat ke fluida. Dengan demikian, suhu kawat berubah yang juga mengubah resistansinya.
Ia bekerja berdasarkan prinsip bahwa suhu kawat tetap konstan. Arus total yang dibutuhkan untuk membawa kawat pada kondisi awal sama dengan laju aliran gas.
Pengukuran Laju Fluida menggunakan Instrumen Kawat Panas
Dalam anemometer kawat panas, panas ditransfer secara elektrik ke kawat yang ditempatkan di aliran fluida. Jembatan Wheatstone digunakan untuk mengukur suhu kawat mengenai hambatannya. Suhu kawat tetap konstan untuk mengukur arus pemanasan. Dengan demikian, jembatan tetap seimbang.
Resistor standar dihubungkan secara seri dengan kawat pemanas. Arus melintasi kawat ditentukan dengan mengetahui penurunan tegangan pada resistor. Dan nilai jatuh tegangan ditentukan oleh potensiometer.
Persamaan menentukan kehilangan panas dari kawat yang dipanaskan
v – kecepatan aliran panas,
ρ – densitas cairan,
a dan b adalah konstanta. Nilainya tergantung pada dimensi dan sifat fisik fluida dan kawat.
Misalkan I, adalah arus kawat dan R adalah hambatannya. Dalam keadaan setimbang,
Panas yang dihasilkan = Panas yang Hilang
Resistansi dan suhu instrumen dijaga konstan untuk mengukur laju fluida dengan mengukur arus I.
