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1、流速测量n流速的测量方法流速的测量方法n机械方法机械方法n散热率法散热率法n动力测压法动力测压法n激光测速法激光测速法一、机械方法测量流速一、机械方法测量流速n机械方法测量流速是根据置于流体中的机械方法测量流速是根据置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体的流速成正比叶轮的旋转角速度与流体的流速成正比的原理来进行流速测量的。的原理来进行流速测量的。n机械式风速仪是利用叶轮测量流速的实机械式风速仪是利用叶轮测量流速的实例例n翼型和杯型翼型和杯型n机械式风速仪可用来测定仪表所在位置机械式风速仪可用来测定仪表所在位置的气流速度，也可用于大型管道中气流的气流速度，也可用于大型管道中气流的速度场，尤其适用于相
2、对湿度较大的的速度场，尤其适用于相对湿度较大的气流速度的测定。气流速度的测定。二、散热率法测量流速二、散热率法测量流速n散热率法测量流速的原理，是将发热的测散热率法测量流速的原理，是将发热的测速传感器置于被测流体中，利用发热的测速传感器置于被测流体中，利用发热的测速传感器的散热率与流体流速成比例的特速传感器的散热率与流体流速成比例的特点，通过测定传感器的散热率来获得流体点，通过测定传感器的散热率来获得流体的流速。的流速。n卡他温度计卡他温度计n热线风速仪热线风速仪是利用被加热的金属丝的热是利用被加热的金属丝的热量损失来测量气体流速的。量损失来测量气体流速的。流体速度是流过热线的流体速度是流过热
3、线的电流和热线电阻（热线电流和热线电阻（热线温度）的函数温度）的函数1. 恒流型热线风速仪恒流型热线风速仪 如果在热线工作过程中，人为地用如果在热线工作过程中，人为地用一恒值电流对热线加热，由于流体对热一恒值电流对热线加热，由于流体对热线对流冷却，且冷却能力随着流速的增线对流冷却，且冷却能力随着流速的增大而加强。当流速呈稳态时，则可根据大而加强。当流速呈稳态时，则可根据热线电阻值的大小确定流体的速度。热线电阻值的大小确定流体的速度。电路简电路简单单2. 恒温型热线风速仪恒温型热线风速仪 如果在热线工作过程中，始终保持热如果在热线工作过程中，始终保持热线的温度不变，则可通过测得流经热线线的温度不
4、变，则可通过测得流经热线的电流值来确定流体的速度。的电流值来确定流体的速度。n在实际测量电路中，测量的不是流经电路在实际测量电路中，测量的不是流经电路的电流，而是惠斯顿电桥的桥顶电压。的电流，而是惠斯顿电桥的桥顶电压。n克英公式：克英公式：E2=A+Bun三、动力测压法测量流速三、动力测压法测量流速n在静止气体中，由于不存在切向力，故在静止气体中，由于不存在切向力，故这个力与所取面积的方向无关，称为静这个力与所取面积的方向无关，称为静压力。压力。n对于运动流体而言，静压可用垂直于流对于运动流体而言，静压可用垂直于流体运动方向单位面积上的作用力来衡量。体运动方向单位面积上的作用力来衡量。n总压力
5、是指流体在某点速度等熵滞止到总压力是指流体在某点速度等熵滞止到零时所达到的压力。零时所达到的压力。n临界点临界点n滞止压力是指在没有外力的作用下，流体滞止压力是指在没有外力的作用下，流体速度绝热地减速到零时所产生的压力，此速度绝热地减速到零时所产生的压力，此时，流体的全部动能全部绝热地转变成压时，流体的全部动能全部绝热地转变成压力能。力能。n总压与静压之差称为动压总压与静压之差称为动压n应用动力测压法测量流速的压力感受元应用动力测压法测量流速的压力感受元件为件为测压管测压管n伯努利方程式伯努利方程式不可压不可压缩流体缩流体n可压缩气体可压缩气体n测压管的测压管的使用上限使用上限不超过相当于马赫
6、数不超过相当于马赫数为时的流速为时的流速n测压管的测压管的使用下限使用下限为被测量的流速在全为被测量的流速在全压孔直径上的雷诺数需超过压孔直径上的雷诺数需超过200n测压差的方法测压差的方法（1）利用总压管、静压管，分别测量流体的）利用总压管、静压管，分别测量流体的总压和静压，以确定流体速度。总压和静压，以确定流体速度。（2）利用专门设计的复合测压管，同时测量）利用专门设计的复合测压管，同时测量流体的总压和静压（或两者之差），以确定流体的总压和静压（或两者之差），以确定流体速度。流体速度。n由由测压管、连接管和显示或记录仪表测压管、连接管和显示或记录仪表三三部分组成的测压系统，就可以测量流体部
7、分组成的测压系统，就可以测量流体的流速。的流速。1. 流体总压、静压的测量流体总压、静压的测量(1) 流体总压测量与测压管流体总压测量与测压管l测量流体总压的总压管在使用时，其感测量流体总压的总压管在使用时，其感压孔轴线应对准来流方向。压孔轴线应对准来流方向。l希望总压管对流动方向越不敏感越好希望总压管对流动方向越不敏感越好L形总压管形总压管n制造容易，使用安制造容易，使用安装方便。装方便。n它对流动偏斜角的它对流动偏斜角的灵敏性取决于压力灵敏性取决于压力孔直径与管子外径孔直径与管子外径之比以及总压管头之比以及总压管头部的形状部的形状圆柱形总压管圆柱形总压管n可以制作得很小，惯性不大，可以制作
8、得很小，惯性不大，工艺性好，制造容易，使用工艺性好，制造容易，使用方便。方便。套管式总压管套管式总压管n在马赫数变化较大范围内，在马赫数变化较大范围内，它对流动偏斜角的不灵敏度它对流动偏斜角的不灵敏度达到达到(4050)（2）流体的静压测量与测压管）流体的静压测量与测压管u测量被绕流体表面上某点的压力或流道测量被绕流体表面上某点的压力或流道壁面上流体的压力壁面上流体的压力这时可利用在通道壁面或绕流物体表面这时可利用在通道壁面或绕流物体表面开静压孔的方法进行测量。开静压孔的方法进行测量。2. 毕托管毕托管l分别采用总压管和静压管测得流体的总压分别采用总压管和静压管测得流体的总压和静压，然后利用公
9、式计算得到流体速度。和静压，然后利用公式计算得到流体速度。l缺点：不能同时测得某一点的流体的总压缺点：不能同时测得某一点的流体的总压和静压。和静压。l可同时测得流体总压和静压之差的复合测可同时测得流体总压和静压之差的复合测压管称为毕托管（动压管、速度探针）压管称为毕托管（动压管、速度探针）n特点：结构简单，使用、制造方便，价格特点：结构简单，使用、制造方便，价格便宜，坚固可靠，精度高。便宜，坚固可靠，精度高。n毕托管测量的是空间某点处的平均速度，毕托管测量的是空间某点处的平均速度，它的头部尺寸决定了它的空间分辨率它的头部尺寸决定了它的空间分辨率n根据所测量的流体性质，将毕托管设计成根据所测量的
10、流体性质，将毕托管设计成不同的形状，常用的有不同的形状，常用的有L L形和形和T T形。形。（1）L形毕托管形毕托管（2）T形毕托管形毕托管3. 测点选择测点选择测量位置上流体流动已经达到典型的紊测量位置上流体流动已经达到典型的紊流速度分布，则测出管道中心流速，按流速度分布，则测出管道中心流速，按照一定公式或图表便可求得流体平均速照一定公式或图表便可求得流体平均速度。度。中间矩形法中间矩形法圆形管道圆形管道矩形管道第二节第二节 风速仪表的校验风速仪表的校验 在校正风洞中用比较法进行标定，它将在校正风洞中用比较法进行标定，它将被标定的仪表测得的数据与标准仪表测得被标定的仪表测得的数据与标准仪表测得的数据相比较，就可得出被标定的仪表的的数据相比较，就可得出被标定的仪表的修正系数或特性曲线。修正系数或特性曲线。一、风洞的原理结构风洞的原理结构二、二、 风速仪表的校验风速仪表的校验中风速仪表校验中风速仪表校验微风速仪表校验微风速仪表校验高风速仪表校验高风速仪表校验毕托管校验毕托管校验
