L'anemometro a filo caldo

L'anemometro a filo caldo^9.1 è uno strumento che permette la misurazione della fluttuazione della velocità locale all'interno di un campo di moto turbolento. Esso è costituito da un filo conduttore estremamente sottile ($10^{-3}mm$ ) teso trasversalmente nel campo di moto ed attraversato da una corrente elettrica che lo scalda ad una temperatura leggermente superiore a quella del fluido. Il fluido che lo lambisce asporta una quantità di calore dipendente dalla velocità e variandone la caratteristica elettrica. Con una elettronica affidabile ed un filo molto sottile, risulta possibile apprezzare perfino le variazioni più rapide e piccole nel moto turbolento. Ai confini della regione turbolenta il flusso sarebbe percepito intermittentemente turbolento. Tale intermittenza definita come la frazione del tempo di osservazione durante la quale il flusso è turbolento. La velocità media del fluido in un dato punto per un dato intervallo di osservazione è definita da:

$$U(x,y,z) = \frac{1}{T_0}\int_0^{T_0}{u(x,y,z)dt}$$ (9.1)

in cui $T_0$ è un tempo molto maggiore del periodo più lungo delle fluttuazioni rilevate.

Figura 9.1: Tipico anemometro a filo caldo

La velocità istantanea può essere vista come somma del valor medio e della parte fluttuante:

$$u(x,y,z,t) = U(x,y,z) + u'(x,y,z,t)$$

Il rapporto tra il valore quadratico medio della componente fluttuante ed il valore medio $U$ o $U_\infty$ è chiamato intensità della turbolenza:

$$\frac{\int_0^{T_0}{\sqrt{u'^{2}}}}{U_\infty}$$