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恒温热线风速仪的测速原理

风速仪的探头选择:0 至100m/s 的流速测量范围可以分为三个区段:低速:0 至5m/s;中速:5 至40m/s;高速:40 至100m/s。的热敏式探头用于0 至5m/s 的精确测量;的转轮式探头测量5 至40m/s 的流速效果最理想;而利用皮托管则可在高速范围内得到最佳结果。正确选择的流速探头的一个附加标准是温度,通常的热敏式传感器的使用温度约达±70℃。特制的转轮探头可达350℃。皮托管用于350℃以上。
      风速仪的热敏式探头:的热敏式探头的工作原理是基于冷冲击气流带走热元件上的热量,借助一个调节开关,保持温度恒定,则调节电流和流速成正比关系。当在湍流中使用热敏式探头时,来自各个方向的气流同时冲击热元件,从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时,热敏式流传感器的示值往往高于转轮式探头。以上现象可以在管道测量过程中观察到。根据管道紊流的不同设计,甚至在低速时也会出现。因此,测量过程应在
管道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D(D=管道直径,单位为CM)外;终点至少在测量点后4×D 处。流体截面不得有任何遮挡。(棱角,重悬物等)。
由于热线具有体积小,对流场干扰小;适用范围广;风速仪的频率响应高;测量精度高;重复性好等许多优点,因此,在20 世纪60 年代以后几乎垄断了湍流脉动测速领域。近年来,随着动态风对于人体热舒适性研究的展开,热线的使用和研究也成了一项重要的任务。
按照热平衡原理可以将热线分为恒流和恒温。由于恒温热滞后效应很小,频率响应很宽,反应快速,而恒流则不具备上述特点,因此恒温的出现成为热线技术进一步发展的重要标志。本文主要针对恒温的测温原理及测量影响因素进行分析和说明。
  风速仪的热线的主要用途是:(1)测量平均流动的速度和方向。(2)测量来流的脉动速度及其频谱。(3)测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性、时间相关性。(4)测量壁面切应力(通常是采用与壁面平齐放置的热膜探头来进行的,原理与热线测速相似)。(5)测量流体温度(事先测出探头电阻随流体温度的变化曲线,然后根据测得的探头电
  2.恒温热线风速仪的测速原理
  恒流热线的应用范围远不如恒温热线的应用范围广泛,下面对恒温热线的测量原理进行介绍。热线测量速度的基本原理是热平衡原理,利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速,风速的变化会使金属丝的温度产生变化,从而产生电信号而获得风速。
  根据热平衡原理,在热线没有其他形式的热交换的条件下,置于介质(流场)中并通以电流的热线,产生的热量应同耗散的热量相等,即加热电流在热线中产生的热量等于热线与周围介质的热交换。根据King公式,我们可以近似的得到换热表面的努谢尔数与雷诺数之间的关系,也就是说,只要知道换热系数,就可以得到通过热线处气流流速的大小。

 

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