极低风速下热线测量的方向特性
3热线
其上通以加热电流；当流速变化时，金属丝的 温度也相应变化，这种变化导致热丝阻值改变， 从而产生电讯号；由于电讯号和流速之间建立了 意义对应的关系，因此测出了这个电讯号就等于 测出了流速。 显然，热线风速仪的原理是建立在热平衡原理 基础上的，也就是说金属丝中由温度升高所产生 的热量应该等于气流所带走的热量。在热平衡过 程中，涉及到流速、加热电流、丝温度（或丝电 阻）三个量之间一定的内在联系。这种关系可以 用传热学中的准则方程 A BR Nu e （3-1）来表达。
式中
Nu
——努谢特数，
Nu
d l
Re
d
vd Re ——雷诺数，
——对流换热系数;
——金属丝直径；
——气体的导热系数； ——气体流动速度； ——气体的运动粘性系数；
l
v
A，B——与物性有关的参数。由式（3-1）可见
f v,d, , l
（3-2）
而热线的热损失为
由热线探头的构造可见，作为流场测速 的敏感元件是金属丝。金属丝的材料和尺寸 的选择取决于探头的灵敏度，空间分辨率和 机械强度。金属丝的取材，为了提高灵敏度， 则要选电阻温度系数高的金属，为了承受冲 击负荷（气流动力负荷、气流中固体微粒冲 击负荷、探头叉杆机械振动引起的负荷等）， 则要选机械强度高的金属。金属丝的尺寸取 决于两个矛盾的要求:最大可能的长度直径 比（l/d）和最好的空间分辨率。从减少终端 损耗的角度来说，长度直径比越大越好；但 在线径一定的条件下，l/d越大，空间分辨率 就越低。
d2
I R J f l (T T f )(1
2
f c pd 2 . U) f
(3-5)
适于
f c pUd 0.08 f
热线风速仪
热线风速仪热线风速仪是一种应用于电力系统中的检测设备，用于测量外部风速，判断是否达到禁飞风速。
下面将从热线风速仪的原理、结构、使用和注意事项等方面进行介绍。
原理热线风速仪是基于导电材料在风的作用下所产生的电动势的原理来进行测量风速的。
在仪器中有两个热线传感器，其中一个是加热传感器，另一个则是测温传感器。
加热端受到电源的加热而发热，测温端测量这部分通过空气对加热端进行冷却所产生的温度变化，并将电压信号转换为直流电信号输出，即测量所需要的风速。
结构热线风速仪主要由传感器、放大器、输出电路、电源和显示装置组成。
其中传感器由热丝传感器、温度传感器、补偿电路等部分组成。
放大器由前级放大器和后级放大器组成。
输出电路是指将测量所得的信号转换为标准电信号输出的电路。
使用热线风速仪使用方法如下：1.将热线风速仪与电源连接，打开电源。
2.将传感器放置在需要测量风速的地方，确保传感器端口面对风向。
3.等待仪器校准完毕后即可开始测量。
4.测量完成后，关闭电源并拆掉传感器。
注意事项在使用热线风速仪时，需要注意以下事项：1.在测量前，应该进行校准，校准方法可参照热线风速仪的使用说明书。
2.传感器应该放置在风向正对的位置，以获得最准确的测量结果。
3.在测量时，应注意仪器的安全，避免仪器损坏或发生意外。
4.测量结束后，应正确拆卸仪器和传感器，存放在干燥通风的地方。
结论热线风速仪是一种非常重要的检测设备，用于电力系统中测量风速，判断禁飞风速是否达到。
它的原理是基于导电材料在风的作用下所产生的电动势，通过传感器、放大器、输出电路、电源和显示装置等部分组成。
在使用时，需要注意仪器的校准、安全和存放等事项。
与风电机组不同风速下的转速转矩对应的工况
与风电机组不同风速下的转速转矩对应的工况与风电机组不同风速下的转速转矩对应的工况一、引言二、低风速工况下的转速转矩特性在低风速工况下，风电机组的转速和转矩较小。
由于风能有限，风轮受到的驱动力较弱，因此转速较低。
同时，由于转矩与转速成正比，转矩也相对较小。
在低风速工况下，风电机组的输出功率较低，无法满足大规模电网的需求。
因此，在低风速工况下，风电机组的运行效率较低，需要通过提高风轮的叶片面积或增加叶片数量来提高转速和转矩。
三、中风速工况下的转速转矩特性在中风速工况下，风电机组的转速和转矩适中。
风能的驱动力较强，风轮受到的驱动力也相应增加，从而使转速和转矩增加。
在中风速工况下，风电机组的输出功率较高，能够满足一定范围内的电网需求。
在这个工况下，风电机组的运行效率较高，捕获到的风能有效转化为电能，实现了可持续发展。
四、高风速工况下的转速转矩特性在高风速工况下，风电机组的转速和转矩较大。
风能的驱动力非常强大，使风轮受到的驱动力达到峰值，从而使转速和转矩达到最大值。
在这个工况下，风电机组的输出功率也最高，能够满足大规模电网的需求。
尽管风电机组在高风速工况下可以输出较高的功率，但也面临着一定的安全风险。
为了保护设备的安全运行，风电机组通常会设置过载保护装置，以防止超负荷运行。
五、变风速工况下的转速转矩特性在实际运行中，风速是不断变化的，这就要求风电机组具备适应不同风速的能力。
在变风速工况下，风电机组的转速和转矩也会相应变化。
当风速较低时，风电机组的转速和转矩较小；当风速逐渐增加时，风电机组的转速和转矩也会相应增加；当风速达到一定值时，风电机组的转速和转矩会达到最大值。
通过控制风电机组的转速和转矩，可以使其在不同风速下实现最佳运行状态，从而提高发电效率。
六、结论风电机组在不同风速下的转速转矩对应的工况不同，这直接影响到风电机组的输出功率和运行效率。
在低风速工况下，风电机组的转速和转矩较小，运行效率较低；在中风速工况下，风电机组的转速和转矩适中，运行效率较高；在高风速工况下，风电机组的转速和转矩较大，输出功率最高；在变风速工况下，风电机组的转速和转矩会随着风速的变化而变化。
热线风速仪 原理
热线风速仪原理
热线风速仪原理。
热线风速仪是一种用于测量空气流速的仪器，它通过热线传感
器来实现测量。
热线风速仪的原理基于热线传感器在气流中的传热
特性，当气流通过热线传感器时，会带走热量，导致传感器的温度
下降，通过测量温度下降的幅度，就可以计算出气流的速度。
热线风速仪的传感器通常由一个细长的金属丝或薄膜组成，这
个传感器被加热到一个恒定的温度，当气流通过时，会带走传感器
的热量，导致传感器的温度下降。
通过测量传感器温度下降的速度，就可以计算出气流的速度。
热线风速仪的原理就是利用这种传热特
性来实现测量。
热线风速仪的工作原理可以用一个简单的公式来表示：
V = (P / R) (T1 T2)。
其中，V表示气流速度，P表示传感器的功率，R表示传感器的
电阻，T1表示传感器的初始温度，T2表示传感器的最终温度。
通过
测量传感器的功率、电阻和温度变化，就可以计算出气流的速度。
热线风速仪的原理简单清晰，而且具有高灵敏度和快速响应的
特点，因此被广泛应用于空气动力学研究、气象观测、空调系统调
试等领域。
同时，热线风速仪还可以实现多点测量和远程监测，具
有很高的实用价值。
总的来说，热线风速仪利用热线传感器的传热特性来实现测量
气流速度的原理，通过测量传感器的功率、电阻和温度变化，就可
以准确地计算出气流的速度。
热线风速仪具有原理简单、灵敏度高、响应快的特点，被广泛应用于各个领域，对于气流速度的测量起到
了至关重要的作用。
风能发电保护控制装置的风速与风向监测技术
风能发电保护控制装置的风速与风向监测技术引言随着全球对可再生能源的需求不断增长，风能发电作为一种绿色清洁能源的代表，在全球范围内得到广泛推广和应用。
然而，由于风能发电场的特殊环境和风力发电机组的特性，需要有效的监测和控制系统，以保障风能发电设备的安全运行。
其中，风能发电保护控制装置的风速与风向监测技术是保证发电机组安全工作的核心环节。
一、风速与风向监测技术的重要性在风能发电站中，风速和风向是影响风力发电机组工作性能和安全的关键因素。
风速的准确监测能够帮助调整风力发电机组的转速，保证其在最佳转速范围内稳定运行。
而风向信息对于风力机组导向、风轮和机翼的风向性能优化具有重要意义。
因此，风速与风向监测技术对风能发电保护控制装置来说至关重要。
二、风速监测技术1.风速传感器风速传感器是测量风能发电场中风速的常用设备。
传统的风速传感器主要采用探头式测量原理，通过冷热线测量来计算风速和风向。
然而，这种传统的风速传感器容易受到温度变化、损耗和磨损等因素的影响，导致测量准确性下降。
目前，一些新型的风速传感器采用超声波传感器或激光多普勒测风仪等技术，能够准确测量风速并且具有更高的可靠性和抗干扰能力。
2.测风塔测风塔是一种通过安装风速传感器在不同高度上测量风速的设备。
测风塔通常采用多层次测量，可以测量不同高度层次的风速，从而获取沿高度方向的风场垂直剖面，为风能发电机组的工作提供参考。
测风塔的高度和布局需要根据具体风能发电场的地形和气象条件进行设计和安装，以确保风速测量的准确性。
三、风向监测技术1.风向传感器风向传感器是测量风向的关键设备，常见的风向传感器包括微型继电器式风向传感器、风向风标和风向船都等。
这些传感器能够根据风的方向和强度发出信号，以供风能发电保护控制装置进行处理和控制。
传统的风向传感器通常由光电转换器和起风量立体角测量信息组成，并且在标志物的指示下作出风向决策。
2.气象站气象站是风能发电保护控制装置中监测风向的重要设备。
路昌风速仪使用说明书
Lutron路昌AM-4204风速仪使用说明书
1. 特性：
用于低风速测量
多种功能的风速
量:m/s,Km/h,ft/min,e/h
纤细探头适用于栅格或狭小空间
可分离的探头设计，便于使用
装配有热线及标准热电阻即使在很风速下仍保持快速准确测量
内置温度测量：℃，℉
微处理器确保最大可能精度并提供特殊功能和特性
热电阻温度传感器用于温度测量，响应快速
超大LCD双功能仪表显示可同时读取风速和温度
ABS工程塑料豪华便携箱
可记录并调出最大最小读数
坚固耐用外壳
数据保持功能
自动关机
使用6节5号电池
应用：环境测量，空气传送，通风风速，洁净房间，空气平衡，风扇/马达/吹风机，鼓风炉速度，冰箱，喷漆车间等。
热线风速仪测量速度的原理
热线风速仪测量速度的原理热线风速仪是一种通过测量风速的仪器。
它根据导热原理，利用金属薄丝受流体流过的冷却效应来测量风速。
以下是2000字详细介绍热线风速仪测量速度的原理：第一部分：导热原理介绍导热原理是热线风速仪测量速度的基础原理。
导热是物质中热能传导的过程，即热量沿着温度梯度传递的现象。
导热是由于物质微观粒子之间碰撞的结果，热能从高温物体传导到低温物体。
第二部分：热线风速仪工作原理热线风速仪通常由两根金属薄丝组成，一根薄丝作为传感器，另一根薄丝作为恒温器。
传感器薄丝呈细长线状，其中央部分放置在测量风速的场合中，一端固定，另一端连接到电路。
恒温器薄丝是用于维持传感器薄丝的温度恒定。
第三部分：传感器薄丝工作原理当风流通过传感器薄丝时，风流中带有的能量将通过传感器薄丝上的传热效应被吸收。
传感器薄丝长度的一小段附近的温度将下降，且下降的趋势随着流过薄丝的速度而增加。
这是因为风速越快，冷却效应越明显。
第四部分：温度测量为了测量传感器薄丝的温度变化，电路通过传感器薄丝上建立电流。
当风流通过传感器薄丝时会吸收部分热量，因此传感器薄丝上的温度会降低，导致电阻变化。
通过电阻的变化，可以通过电路测量出传感器薄丝的温度变化，从而得到风速的信息。
第五部分：恒温器薄丝工作原理恒温器薄丝是用来维持传感器薄丝的温度恒定的。
恒温器薄丝中通过电流，通过与传感器薄丝相同的原理进行工作。
但是，恒温器薄丝的电阻更大，以保持其温度变化更小。
因此，当传感器薄丝的温度变化时，电路将自动调整电流，使恒温器薄丝的温度保持稳定。
第六部分：校准和计算为了得到精确的风速测量结果，需要进行校准和计算。
校准过程可以通过人为设定不同风速下的标准值进行。
根据不同的风速和传感器薄丝的温度变化，可以建立风速和温度变化之间的关系。
然后，根据测量到的传感器薄丝的温度变化，可以通过定义好的关系来计算出实际的风速。
总结：热线风速仪利用导热原理测量风速，通过传感器和恒温器薄丝对风速进行测量。
风速测量实验报告
风速测量实验报告一、引言风速是气象学中的一个重要参数，对于农业、建筑、航空等领域具有重要的参考价值。
为了准确测量风速，我们进行了一系列的实验。
本实验报告将详细介绍实验的目的、原理、方法、结果和讨论。
二、实验目的本实验的目的是通过不同方法测量风速，并比较各种方法的准确性和可行性。
三、实验原理1.热线风速仪原理：利用热敏电阻的热电效应，测量风速对热线的冷却效应，从而得到风速值。
2.旋翼式风速仪原理：通过测量旋翼在风中旋转的频率，进而计算出风速。
3.压电式风速仪原理：利用压电效应，将风速转化为压电传感器的电信号，再通过计算得到风速。
四、实验方法1.热线风速仪测量方法：将热线风速仪放置在待测的风中，通过测量热线的电阻变化来计算风速。
2.旋翼式风速仪测量方法：将旋翼风速仪装置放置在待测的风中，通过测量旋翼旋转的次数来计算风速。
3.压电式风速仪测量方法：将压电式风速仪放置在待测的风中，通过测量压电传感器的电信号来计算风速。
五、实验结果经过一系列实验，我们得到了以下结果：1.热线风速仪测量结果：在不同风速下，热线风速仪的测量值分别为4.5m/s、6.2m/s、8.0m/s。
2.旋翼式风速仪测量结果：在不同风速下，旋翼式风速仪的测量值分别为4.8m/s、5.9m/s、7.5m/s。
3.压电式风速仪测量结果：在不同风速下，压电式风速仪的测量值分别为4.3m/s、6.0m/s、7.8m/s。
六、结果讨论通过对比各种风速测量方法的结果，我们可以得出以下结论：1.热线风速仪的测量结果与旋翼式风速仪和压电式风速仪的结果相比较为准确，但需要较长的响应时间。
2.旋翼式风速仪的测量结果相对准确，并且响应时间较短，适用于某些需要实时测量的场合。
3.压电式风速仪的测量结果较为稳定，但在低风速下有一定的误差。
七、实验结论本实验通过比较热线风速仪、旋翼式风速仪和压电式风速仪的测量结果，得出了以下结论：1.热线风速仪、旋翼式风速仪和压电式风速仪都可以用于测量风速，但其准确性和适用性有所不同。
风速计有哪些特点
风速计有哪些特点
风速计是用来测量风速的仪器，可以用于多种领域，例如气象学、环境监测、航空航天等。
在各个领域中，风速计都拥有一些共同的特点。
精度高
风速计通常具有较高的精度，能够测量风速的细微差别，这些差别对于一些应用场景来说是至关重要的，例如航空领域的飞行安全和环境监测领域的空气污染测量。
可靠性强
风速计必须具有高的可靠性，以确保其在恶劣环境下的正常运行，例如极端天气、高温、低温、高湿度和低湿度等环境。
在一些监测领域中，风速计需要长时间的连续监测，因此其可靠性和稳定性非常重要。
稳定性好
风速计必须具有稳定性好的特点，以确保其在长期使用过程中不会出现误差，同时保证测量结果的一致性和可重复性。
在一些高精度应用领域中，风速计的稳定性和准确性会对数据分析和计算产生重大影响。
易于使用
风速计通常需要进行简单的操作设置和校准，以确保其在不同环境下的精度和准确性。
为了方便用户使用，风速计通常设计为易于操作、易于设置和易于维护的形式。
多种类型
由于在不同的应用领域需求不同，因此风速计的类型也不相同。
例如旋翼式风速计可以旋转测量风速，流速计可以通过测量流体的流动速度来测量风速等等。
针对不同应用场景，用户可以选择适合自己的风速计进行测试和测量。
结论
总而言之，风速计具有精度高、可靠性强、稳定性好、易于使用和多种类型等特点。
这些特点使风速计成为了许多领域不可或缺的测量工具。
热线测速原理
热线测速原理
热线测速是一种常见的测量物体速度的方法，其原理基于热线传感器的热电效应。
当物体运动时，它会产生气流或液流，导致周围温度发生变化。
利用热线传感器可以检测到这种温度变化，从而计算出物体的速度。
具体来说，热线传感器由一根细丝和两个电极组成。
细丝通常由铂、钨等高熔点金属制成，其直径通常在10微米左右。
当通过细丝时加上电流时，细丝会被加热，并产生一定的电阻。
此时，如果周围环境温度发生变化，则会影响细丝的电阻值。
在使用热线测速仪进行测量时，需要将传感器放置在待测物体运动方向上，并将加热电流通过细丝，使其加热到一定温度。
当待测物体通过传感器时，它会带动周围气流或液流移动，并导致周围环境温度发生变化。
这种温度变化会影响到细丝的电阻值，并使其产生一个微小的信号。
这个信号可以被放大并转换成数字信号，然后通过计算机进行处理，从而得到待测物体的速度。
具体的计算方法包括通过测量细丝电阻值的变化来确定温度变化，进而计算出待测物体通过传感器时所产生的时间差。
根据时间差和传感器到待测物体的距离，可以计算出物体的
速度。
总之，热线测速原理基于热线传感器的热电效应，利用待测物体运动时所产生的气流或液流导致周围温度变化来检测物体速度。
该方法具有精度高、响应速度快等优点，在工业生产和科学实验中得到了广泛应用。
热线风速仪器
（1）
恒温工作模式下热线的温度为300C，金属丝 和外界的辐射热交换可以忽略。
对流是自然对流和强迫对流两过程复合作用 结果。决定哪种对流占据主要状态的因素是 速度的大小
图一，热线热平衡示意图
当 Re 2 Gr （葛拉晓夫数）自然对流就不能忽略，这个条件对气体 而言，流速在0.5m/s~1m/s之间。
2 w w w f A,B是物性参数决定的常数，其中
I R T T ）A B U ) （ (
(4)
Rw R f (1 f (Tw T f ))
f 是温度为Tf时的金属丝电阻温度系数，Rf是温度为Tf时的金属丝电阻值。
Tw T f Rw R f
热线的静态方程
测试理论与仪器仪表
Hot-Wire Anemometry
第五章，速度测量
刘明侯
中国科学技术大学 热科学与能源工程系
大小
方向
•皮托管
• 热线风速仪（HWA，Hot wire Anemometry） • 激光多普勒测速仪（LDV，PDPA） • 粒子成像测速系统（PIV）
h
速度测量手段
Velocity
Nu A B Re
n
Nu
d f
f (V , d , , f )
热线热平衡方程描述为：
2 Q F (Tw Tf ) I w Rw
金属丝换热的影响因素
• 流动速度V • 金属丝与气体之间的温度差（Tw－Tf） • 气体的物理性质 •金属丝的几何尺寸与物理性质
f Rf
I
2 w
f R f Rw
Rw R f
A B U
5-4 热线的动态响应
三种风速测量仪介绍及其工作原理
三种风速测量仪介绍及其工作原理风速测量仪是一种用于测量空气中风速的设备。
它通常由传感器、电子显示屏和数据处理单元组成，用于对风速进行实时监测和记录。
以下将介绍三种常见的风速测量仪及其工作原理。
1.热线式风速测量仪热线式风速测量仪（也称为热线气流计）是一种基于热传感器的风速测量装置。
它利用微型热敏电阻（Hot-wires）的电阻值随温度的变化而变化的特性，通过测量电阻值的变化来计算风速。
具体的工作原理如下：首先，将微型热敏电阻暴露在空气中，当空气流动时，空气带走了微型热敏电阻周围的热量，导致热敏电阻的温度下降。
然后，测量电阻值的变化，并将其转换为对应的温度差。
最后，利用热流量和风速之间的线性关系，通过计算风速与温度差之间的比例关系来确定实际的风速。
热线式风速测量仪的优点是精度高、响应速度快，适用于较高风速范围的测量。
然而，它对周围环境的温度和湿度变化较为敏感，需要进行温度和湿度的补偿，以确保测量精确性。
2.风车式风速测量仪风车式风速测量仪是一种传统的风速测量仪，通过转动风车上的叶片来判断风速大小。
具体的工作原理如下：首先，风车利用风的力量使得叶片转动。
然后，测量风车上的叶片转速，并通过转速与风速之间的已知关系，计算实际的风速。
风车式风速测量仪的优点是结构简单、操作方便，适用于较低的风速范围的测量。
然而，它受到风向的影响较大，且在较高风速下可能受到阻力较大而影响测量精度。
3.超声波式风速测量仪超声波式风速测量仪利用超声波的测量原理来测量风速。
它发射超声波信号，并测量信号从发射到接收的时间差来计算风速。
具体的工作原理如下：首先，设备发射超声波信号，经过空气传播到达接收器。
然后，测量信号从发射到接收的时间差，并利用时间差与声速之间的关系，计算实际的风速。
超声波式风速测量仪的优点是能够快速测量风速，且不受风向的影响。
它适用于各种风速范围的测量，并且具有较高的测量精度。
然而，它对空气湿度和温度变化较为敏感，需要进行湿度和温度的补偿。
低风速流量的测量方法
低风速流量的测量方法低风速流量的测量方法是一个非常重要的问题，尤其是在一些需要进行精密测量的领域，如气象学、能源管理和环境监测等。
本文将介绍一些常见的低风速流量测量方法，包括热线/热膜、热电偶、热敏电阻、热电堆、压力差和超声波等。
热线/热膜法是一种常见的低风速流量测量方法，它利用热线或热膜的电阻值随流体速度变化而变化的原理进行测量。
当流体通过热线或热膜时，会带走部分热量，导致其温度下降，从而改变了电阻值。
通过测量电阻值的变化，就可以计算出流体的速度和流量。
热电偶法也是一种常见的低风速流量测量方法，它利用两个不同金属接触处产生的热电势随温度变化而变化的原理进行测量。
当流体通过热电偶时，会带走部分热量，导致其温度下降，从而改变了热电偶接触处的温度差。
通过测量温度差的变化，就可以计算出流体的速度和流量。
热敏电阻法是一种利用热敏电阻随温度变化而变化的原理进行测量的低风速流量测量方法。
当流体通过热敏电阻时，会带走部分热量，导致其温度下降，从而改变了电阻值。
通过测量电阻值的变化，就可以计算出流体的速度和流量。
热电堆法是一种利用热电堆产生的电势随温度变化而变化的原理进行测量的低风速流量测量方法。
当流体通过热电堆时，会带走部分热量，导致其温度下降，从而改变了热电堆产生的电势。
通过测量电势的变化，就可以计算出流体的速度和流量。
压力差法是一种常见的低风速流量测量方法，它利用管道中两点之间压力差随流量变化而变化的原理进行测量。
通过在管道中设置两个压力传感器，测量两点之间的压力差，就可以计算出流体的速度和流量。
超声波法是一种利用超声波在流体中传播速度随流体速度变化而变化的原理进行测量的低风速流量测量方法。
通过在管道中设置超声波传感器和接收器，测量超声波在流体中传播的时间差，就可以计算出流体的速度和流量。
以上介绍了常见的低风速流量测量方法，每种方法都有其优缺点和适用范围。
在选择合适的测量方法时，需要根据具体情况进行综合考虑，并结合实际应用场景进行选择。
热线风速仪
热线风速仪热线风速仪是用来测量空气速度的一种仪器，在气象、环境、航空等领域均有广泛应用。
它的原理基于热导热，通过测量热丝受风速冷却所引起的电阻变化来推算出空气速度。
仪器组成热线风速仪通常由热丝、导体、稳压电源和显示器等组成。
热丝是热线风速仪的核心部件，它是一段极细的金属线，通常为铂或镍制造。
热丝的直径很细，通常只有十几微米。
因为热丝的电阻既要小又要稳定，所以它必须经过精心的制作工艺，使用时还要保证其干净和不受损伤。
导体是将电源与热丝相连接的连接线，通常为铜杆或钨丝等导体材料。
它们需要具有很好的导电和导热性能，以确保仪器的精度和稳定性。
稳压电源是为热线提供稳定的、恒定的电流的设备，通常电源电压为5V，电流可调至3A。
稳压电源可以通过调节电流来改变热丝受电加热的程度，从而影响热丝受到风速变化的响应。
显示器是用于显示实时测量结果的部件，可以是数码显示器、液晶显示器或LED显示器等。
工作原理热线风速仪的测量原理基于热导热。
热丝会因为通电而加热，当有空气流过时，热丝的温度就会被风速冷却，从而导致电阻值的变化。
因此，通过测量热丝的电阻值就可以推算出空气速度。
具体的测量方法通常有两种：恒流法和恒功率法。
恒流法是指通过加热热丝的电流值来控制其温度。
在热丝产生热量的同时，恒流源会不断地提供电流，以使其保持稳定的温度，从而保证测量的精度和稳定性。
恒功率法是指通过加热热丝的功率来控制其温度。
在热丝开始加热时，恒功率源会提供恒定的电压，从而确保加热的功率不变。
在热丝开始受到风速冷却时，其电阻值会发生变化，从而导致加热功率的变化。
通过测量功率的变化，就可以推算出空气速度的大小。
无论采用哪种测量方法，热线风速仪都需要在仪器内部设置一个温度控制装置，用来保证热丝的温度稳定不变。
应用领域热线风速仪是一种非常重要的气象仪器，常见的应用领域包括：•空气质量检测。
热线风速仪可以用来测量空气流速，从而推算出空气质量指数（AQI）等相关参数，为环保工作提供数据支持。
热线风速仪测量原理简介
热线风速仪测量原理简介李敏毅甘妙昌马思龙广东省计量科学研究所广州５１０４０５摘要本文简单地阐述了热线风速仪的工作原理。
并介绍了其自校准和修正的一些方法。
关键词热线风速仪流速测量０引言为了进一步对换热器换热效果进行更深层次的研究，人们对换热器换热表面的气体或液体的流场越来越重视．因为流场对换热器总的换热系数有极其重要的影响，现在场协同原理也已经应用到对流换热的研究中。
并逐渐成为一个新的研究方向，而在进行对流换热场协同研究的同时，更需要对流体在换热表面附近的流场分布，只有在准确的测量流体流场的基础之上。
才可能通过实验来准确的验证流场与对流换热之间的关系．到目前为止，人们根据光学、力学以及热力学等领域的研究成果开发了很多测量流体流场的测量仪器，比如有早期的比托管和风速计。
后来的热线热膜风速仪ｍｗｒＡ），以及近期出现的激光流速计（ＬＤＶ）等等．比托管的结构简单，使用方便，坚实可靠，价格低廉，但是其测速的范围比较窄，一般用来测量旺盛湍流的平均流速。
所以测量的速度一般比较高．而且其仅能测量二维流场，不能敏感反向流动，不能测量湍流流动的流场分布．热线风速仪能够实现连续测量，信噪比好，而且能够分离和测量三维流场，测量的范圈比较大．而且能够非常准确地测量微风速。
其灵敏度非常高．鉴于热线风速仪的这些优点，现在被广泛地应用与各种埙域．比如测量模拟风洞的速度场，换热管肋片周围的速度场。
内燃机的流动特性等．１热线风速仪的基本工作原理１．１基本原理热线测速技术是一种非常重要的测量流体速度与方向的技术，已经有近一百年的历史，它为流体速度的测量作出了巨大的贡献．并且在２０世纪∞年代以后几乎垄断了溜流脉动测速领域．按照热线热平衡原理可以将热线分为恒流风速计和恒温风速计．由于恒温风速计热滞后效应报小，频率响应很宽，反应快速，而恒流风速计则不具备上述特点，因此，恒温风速计的出现成为热线技术进一步发展的重要标志．热线风速仪嚣测量速度的基本熏理是热平衡原理。
低风速风力发电机的季节性变化特性研究
低风速风力发电机的季节性变化特性研究随着全球能源需求的不断增长，可再生能源领域的发展愈加重要。
其中，风能作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到关注。
然而，在低风速区域，传统的大型风力发电机效率较低，无法充分利用低风速资源。
为此，研究低风速风力发电机的季节性变化特性，有助于改进发电机设计和运行策略，提高低风速条件下的发电效率。
一、低风速风力发电机的定义和特点低风速风力发电机是指在额定范围内能够在低风速条件下有效发电的风力发电机。
相比传统的大型风力发电机，低风速风力发电机具有以下几个特点：1. 适应低风速环境：低风速风力发电机能够在2～5 m/s的风速范围内产生相对较高的发电效率，适应低风速环境。
2. 结构轻巧：为了适应低风速环境，低风速风力发电机采用轻量化材料，减小发电机的负荷和惯性，提高运行效率。
3. 利用多种工作原理：低风速风力发电机采用多种工作原理，如垂直轴风力发电机、水平轴风力发电机等，以提高能量利用效率。
二、低风速风力发电机的季节性变化研究意义低风速风力发电机的季节性变化特性研究对于优化发电机设计和改进运行策略具有重要意义。
下面将从发电量、功率曲线、转速特性和维护保养等方面介绍其研究意义：1. 发电量变化：季节性变化研究可以揭示低风速风力发电机的季节性发电量变化规律，从而确定发电机容量和发电规划，提高风能的利用效率。
2. 功率曲线分析：通过对低风速风力发电机在不同季节的功率曲线进行分析，可以了解在低风速条件下的平均功率输出以及功率峰值时刻的变化情况，从而确定适当的发电机控制策略，提高发电效率。
3. 转速特性研究：低风速风力发电机在不同季节的转速特性研究有助于确定风机稳定运行的转速范围，并设计支撑结构以减小振动和噪音，提高风机的可靠性和安全性。
4. 维护保养策略：了解低风速风力发电机的季节性变化特性，有助于制定合理的维护保养策略，避免在高负荷使用期间发生故障，增加发电机的寿命和可靠性。
测量风速的原理
测量风速的原理测量风速是指通过使用仪器或装置来测量风的速度。
风速是指单位时间内风通过的距离，通常以米每秒（m/s）为单位。
测量风速的原理涉及到空气流动的物理特性和测量技术的应用。
测量风速的原理可以基于不同的方法和技术。
下面将介绍几种常见的风速测量原理。
首先，最简单的风速测量方法是使用风速计。
风速计是一种测量风速的仪器，它包括一个旋转的传感器，通过测量风对传感器的作用力来确定风速。
传感器可能是一个舵或一个杆，当风吹过它们时，会产生力矩，使传感器旋转。
通过测量传感器旋转的速度，可以确定风的速度。
这种方法适用于外部环境的风速测量，但在高速风的情况下可能不太准确。
另一个常见的风速测量方法是使用热线风速计。
热线风速计通过测量风吹过加热丝时产生的冷却效应来确定风速。
热线风速计通常由导线和一个加热元件组成。
当电流通过导线时，导线变热。
当风吹过导线时，它会引起冷却效应，导致导线温度下降。
通过测量导线温度的变化，可以确定风速。
其他常见的风速测量方法包括旋翼风速计、静压管风速计和超声波风速测量。
旋翼风速计使用一个旋转的传感器来测量风速。
传感器通常由两片或多片旋转的翼片组成。
当风吹过翼片时，传感器会旋转。
通过测量传感器旋转的速度，可以确定风速。
旋翼风速计适用于大气层较低的风速测量，例如在建筑物或山地中。
静压管风速计基于静压原理进行测量。
静压是指空气静止不动时的压力。
静压管风速计通过使用静压管和动压管来测量静压和动压差来确定风速。
静压管通常被放置在风中，而动压管则位置固定。
通过测量静压和动压的差别，可以计算出风速。
静压管风速计适用于大气层较高的风速测量，例如在飞机或风力发电机中。
超声波风速测量利用超声波传感器原理。
超声波风速计通常由一个超声波传感器和一个接收器组成。
超声波传感器发射超声波，当超声波遇到风时，会发生速度和频率的变化。
接收器会接收到这些变化，并根据它们进行计算，以确定风速。
超声波风速计适用于各种风速测量，包括室内和室外环境。
风速测量仪原理
风速测量仪原理
风速测量仪是一种用来测量风速的仪器，其工作原理基于风的气动性质和电子传感技术。
它通常由风向传感器和风速传感器组成。
风向传感器利用了风的气动性质，通过感受风的方向来确定风的风向。
常见的风向传感器采用了叶片结构，当风吹向传感器时，叶片会受到风力的作用而转动，从而判断风的方向。
风向传感器通常通过数字编码器或者电位器将风向转化为电信号进行反馈。
风速传感器用于测量风的风速，其工作原理基于风对传感器的作用力与传感器材料的特性之间的关系。
常见的风速传感器采用了热膨胀原理，即风通过传感器时，传感器上的热线受到风的冷却作用，从而导致热线的电阻值发生变化。
通过测量热线电阻值的变化，可以计算出风的速度。
另外，也有一些风速传感器采用了超声波技术，利用超声波在空气中传播的速度与风速之间的关系进行测量。
为了提高风速测量仪的精准度和可靠性，通常还需要进行校准和温度补偿。
校准是指将测得的实际值与标准值进行比较，然后进行误差修正。
而温度补偿则是考虑到传感器的工作温度对测量结果的影响，通过对温度进行实时监测，并对测量结果进行修正，从而提高测量的准确度。
总结而言，风速测量仪通过风向传感器和风速传感器来测量风的风向和风速。
风向传感器利用风的气动性质来判断风的方向，
而风速传感器则利用风对传感器的作用力与传感器材料的特性之间的关系来测量风的速度。
校准和温度补偿也是确保测量准确性的重要步骤。
热线风速仪 原理
热线风速仪原理
热线风速仪原理。
热线风速仪是一种常用的风速测量设备，它通过测量风速对空气进行加热，然后测量加热后空气的温度差来计算风速。
其原理主要基于热力学和传热学的相关知识，下面将对热线风速仪的原理进行详细介绍。
首先，热线风速仪的核心部件是热敏电阻，也称为热线。
当空气流经热线时，热线受到空气的冷却作用，导致热线的温度下降。
为了保持热线的恒定温度，热线风速仪会通过控制电流来保持热线的温度不变。
当空气的流速增加时，冷却效果也会增加，导致热线温度下降更快，反之亦然。
因此，通过测量热线的电阻值变化，就可以计算出空气的流速。
其次，热线风速仪还需要考虑空气的传热特性。
空气的传热特性会影响热线的温度变化速度，因此需要对空气的传热特性进行精确的测量和计算。
一般来说，热线风速仪会采用一定的数学模型来描述空气的传热特性，从而准确地计算出空气的流速。
最后，热线风速仪还需要考虑环境因素对测量结果的影响。
例如，温度、湿度等因素都会对空气的传热特性产生影响，从而影响热线的温度变化速度。
因此，在使用热线风速仪时，需要对环境因素进行精确的监测和校正，以确保测量结果的准确性。
总之，热线风速仪通过测量热线的电阻值变化来计算空气的流速，其原理基于热力学和传热学的相关知识。
在实际使用中，需要考虑热线的温度控制、空气的传热特性以及环境因素对测量结果的影响，以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望通过本文的介绍，能够帮助大家更好地理解热线风速仪的原理和应用。
热线风速仪的工作原理
热线风速仪的工作原理
热线风速仪是一种常用的风速测量仪器，其工作原理基于热线法。
其主要由一根细丝电阻和一个热电偶组成。
当空气流过细丝电阻时，电阻的温度会被改变，热电偶会检测到这个温度变化，并将其转化为电信号输出，从而测量出空气的流速。
具体来说，当一个电流通过细丝电阻时，细丝会被加热，产生一定的热量。
当空气流过细丝时，会带走一定的热量，使得细丝的温度下降。
根据细丝电阻的特性，其电阻值与温度呈正比，因此当细丝温度下降时，电阻值也会随之降低。
同时，热电偶会检测到细丝的温度变化，并将其转化为电信号输出。
通过测量这个信号的大小，就可以计算出空气的流速。
需要注意的是，热线风速仪的测量范围和精度受到环境温度的影响。
由于细丝的温度是受到电流控制的，因此在高温环境下，细丝的温度可能会超过其熔点，导致仪器损坏。
为了解决这个问题，一般会在仪器中加入保护电路，以防止细丝过热。
同时，在低温环境下，空气的密度较大，会影响流速的测量精度。
因此在使用热线风速仪时，需要注意环境温度的影响，并作出相应的校正。
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第16卷 第2期2001年6月实 验 力 学JOU RNAL O F EXPER I M EN TAL M ECHAN I CSV o l.16 N o.2Jun.2001文章编号:100124888(2001)022*******极低风速下热线测量的方向特性Ξ姚仁太,郝宏伟(中国辐射防护研究院,太原030006)摘要:在风速为6～30m s的范围内,许多研究表明可近似认为热线探针的偏角因子K1和倾角因子K2不随风速变化,倾角Η对K1及偏角Υ对K2也近似认为没有影响,一般采用K1≈0.2,K2≈1.02.然而在极低风速下,特别是1m s以下,由于热线的传热机理发生变化,所以K1和K2也出现了显著的变化.本文对单丝探针和双丝探针方向特性进行了探讨性的研究,实验表明,风速小于3m s时,K1和K2随速度发生变化,且Η对K1以及Υ对K2都有影响.当取Υ和Η为90°时,K1和K2在整个角度范围内计算速度的误差较小.关键词:方向特性;热线探针;极低风速中图分类号:V211.71 文献标识码:A1 引言 环境风洞中气流的主要特点是低风速、高湍流度.对于高湍流度气流和不规则速度分布流场,当利用热线风速仪进行测量时,由于热线感应的有效冷却速度不仅取决于速度而且还敏感于气流与热线所形成的角度,因此必须考虑热线的方向特性,才能获得正确的结果.一方面可以对测量信号进行修正,另一方面也可以精确地判定方向.一般而言,有效冷却速度与几个因子有关,如偏角因子和倾角因子,它们的值有典型的依赖关系.在这方面最先由Cham p agne等(1967)[1]提出切向冷却速度修正的重要性,特别是Jo r2 gen sen(1971)[2]作了更进一步的详细的研究,之后又有许多研究者做过类似实验和讨论.比较新的论述是Chew和H a(1988)[3],他们仔细研究了对有效冷却速度影响的偏角因子和倾角因子.但上述这些研究所讨论的速度都不在环境风洞中的极低风速范围内.这里我们将讨论,在0.5m s到10m s风速范围内,DAND EC55P11型未镀金单丝探针和DAND EC55P51型镀金双丝探针在不同偏角和倾角下的测量实验.Ξ收稿日期:2000207225;修订日期:2001205225作者简介:姚仁太(1963-),男,博士.中国辐射防护研究院副研究员.主要从事污染物迁移与扩散的物理模拟和测量技术(包括流动可视化及P I V测量技术)实验研究,以及数值模拟研究.2 偏角因子和倾角因子 一般地,当探针位于气流中时,速度矢量为U ef f (见图1),根据文献[2],作用在热线上的有效冷却速度可表示为:U 2ef f =U 2x +K 21U 2y +K 22U 2z(1)其中U x 为在支架平面内且垂直于热线的速度分量,U y 为平行于热线的分量(切向速度),U z 为垂直于热线及支架平面的分量(法向速度),<为偏角,Η为倾角.K 1为偏角因子,K 2为倾角因子.图1 速度矢量的分解测量输出电压E 和有效冷却速度U ef f 的关系为:E 2=(A +B U n ef f )C(2)其中,A ,B 和n 为校准常数;C 为温度修正因子.M o 2barak 等(1986)[4]通过在0.075～0.905M (M 为马赫数)范围的风速进行标定实验,结果表明系数A ,B 和n 取决于所使用的热线探针,而与气流速度无关.在极低风速下,虽然由于热线传热机理的改变使得(2)式的适用性存在问题,但是,许多研究者仍采用(2)式的形式拟合标定曲线,风速下限可达0.05m s ,并获得了满意的结果,此时n 随不同的风速段而改变[5,6].事实上,不能说(2)式反映了极低风速下热线传热的机理,但是反过来利用(2)式的形式拟合标定实验数据可以反映传热机理的变化.实验表明,在我们所讨论的速度范围内取n =0.45.对于5m s 以上的风速,许多实验证实了K 1和K 2分别与<和Η无关的近似假设.而在极低风速下,这将同样是很值得关心的问题.由方程(2)和方程(1)可得K 1(<,Η)=E 2<,Η-A C E 20-A C (2 n )(co s 2Η+K 22Ηsin 2Η)-co s 2<co s 2Η-K 22Ηco s 2<sin 2Η(1 2) sin <(3)K 2(<,Η)=E 2<,Η-A C E 20-A C (2 n )(co s 2<+K 21<sin 2<)-co s 2<co s 2Η-K 21<sin 2<(1 2) co s <sin Η(4)其中E <,Η为在偏角<,倾角Η时的输出电压,K 1为不同偏角<对应的偏角因子,K 2为不同倾角Η对应的倾角因子,E 0为<=0°,Η=0°时的电压.热线探针与气流方向无倾角(Η=0°)时,由(3)可得偏角<同K 1的关系:K 1(<)=E 2<-A C E 20-A C (2 n )-co s 2<(1 2) sin <(5) 热线探针与气流方向无偏角(<=0°)时,由(4)可得倾角Η同K 2的关系:K 2(Η)=E 2Η-A C E 20-A C (2 n )-co s 2Η(1 2) sin Η(6)其中E <,E Η分别为不同的<,Η角对应的电压.对于双丝探针也可做类似的处理.实际测量时气流方向与双丝探针轴平行时<取45°.341第2期 姚仁太等:极低风速下热线测量的方向特性 3 结果和讨论3.1 仪器设备的精度及测量的误差分析 本实验采用DA N T EC 55D 90校准设备,参见图2所示.由于当使用较低风速时,从55D 44图2 实验装置图单元的U 形管上读喷口压力会产生较大的误差,因此我们使用一个精度为10-5m br 高精度压力传感器来确定喷口压力,而55D 46压力转换单元的初始压力表则采用数字电压表监测,从而可以保证真实速度的准确性.偏角、倾角的旋转装置采用55D 45喷口单元的定位装置,可很灵活的实现各种偏角和倾角的实验情况,本实验的角度旋转装置的误差为1°.显然偏角和倾角愈小,实验相对误差愈大.通过对公式(5)和(6)分析表明,在Η和<角较小时,K 1和K 2的变化敏感于Η和<.根据文献[3],当<的误差为1°时,导致K 1的相对误差达30%左右;倾角Η的误差为1°时,对K 2的影响略低.因此,对于小偏角和倾角进行多次测量,然后取平均,以尽可能地减小角度旋转装置引起的误差.但此时有效冷却速度切向或法向分量比较小,由公式(1)可知,K 1和K 2值大的偏差并不会造成冷却速度大的偏差.因此从后面的实验结果能够很清楚的反映偏角因子K 1和倾角因子K 2的变化规律.图3 单丝探针的偏角和倾角因子3.2 单丝K 1和K 2随气流速度及方向变化在保持气流速度稳定的情况下,我们分别对10,8,6,5,3,0.9,0.7,0.5m s 的风速测量,得到<,Η角在10°到90°范围内变化所对应的E <,E Η,从而由公式(5),(6)导出K 1,K 2,结果如图3所示(图3中曲线1～8依次对应于上述8个风速条件).从图3(a )中可以看出K 1随<角的变化.10m s ,6m s 风速的K 1值很接近,可以近似认为K 1不随风速变化,随着偏角<的增加,K 1减小,与J org ensen 的结果相一致.对于5m s ,3m s风速,特别是3m s ,K 1仍随<的增加而减小,但比6～10m s 时的值有显著变化,而热线直径441 实 验 力 学 (2001年)第16卷 为特征长度的R ey nold s 数约等于1,所以它接近临界值,记为R ec ≈1.当风速为0.9,0.7,0.5m s 时,K 1值开始随着风速的减小而增加,各风速下的K 1随<的变化规律比较相似.由图3(b )可看出,在风速为3～10m s 时,除20°以内的小角度外,K 2随速度变化较小,在1m s 以下的风速时,K 2也基本上不随速度变化,但两个风速段的K 2值却差别很大.K 2随倾角Η的变化关系与K 1类似.但本实验中,由于采用的探针的结构有差别的原因,10m s 这一点结果与J org ensen 的结果相比有些差别,即K 2值随Η的增加减小.由此可见,在风速为1m s 以下时,K 1和K 2随速度及偏角<和倾角Η的变化比较明显.3.3 双丝探针K 1和K 2随气流速度及方向变化双丝探针的结果比单丝探针复杂.主要是倾角改变时,还存在两个丝之间的干扰.我们先讨论气流直接通过1#丝的情况,即2#丝对1#丝没有干扰,1#丝结果如图4所示.图4 双丝探针的偏角和倾角因子(v =10～0.5m s -1)从图4(a )可看出,风速为6m s ～10m s 时,K 1基本不随风速变化,随着偏角<增加而减小,变化规律与Che w 和H a 的结果一致.当U eff =3m s 时,K 1值增加,且随偏角<变化较明显.对于0.5～0.9m s 的风速,K 1值在0.3～0.43之间变化,K 1值随速度的变化更为明显.考虑到实际应用情形,我们来讨论当偏角<=45°时,随偏角Η和速度U eff 的变化.从图4(b )中可看出,对于双丝探针K 2与单丝探针K 2值有所不同,但变化规律基本一致.从单丝探针和双丝探针的结果可总结出:当以直径为特征长度的R ey nold s 数小于临界值R ec 时,风速开始对K 1,K 2值产生不同程度的影响,特别是在1m s (R e =0.34)以下,K 1值大于3m s 以上的K 1值,且随风速的减小而增加,K 2值也是大于3m s 以上的值,但在此范围内,K 2值却随速度变化很小.3.4 实际测量中双丝探针两根丝及支架的影响在实际测量中,由于风向的变化会出现两丝及支架之间的干扰.气流先通过2#丝,再通过1#丝,即1#丝要受到2#丝的影响.1#丝的测量结果见图5.我们可以看到,当风速大于3m s 时,影响只表现在小角度范围.在极低风速下,随倾角的增加,这些干扰的影响逐渐增大,当U =0.9m s ,Η=80°时,K 2<1;U =0.5m s ,在大倾角范围K 2值达到0.82.因此极低风速下,倾角Η的变化对K 2的影响很大,必须进行修正.3.5 对于K 1(<,Η),K 2(<,Η)的讨论许多研究人员对6m s 以上风速的实验证实倾角Η对K 1的影响以及偏角<对K 2的影响很小,通常都忽略不计.上述实验结果表明,极低风速下K 1和K 2分别对偏角<和倾角Η比较541第2期 姚仁太等:极低风速下热线测量的方向特性 图5 双丝探针2#丝对1#干扰时的倾角因子敏感,可能会出现一些不同的结果.这里我们做了风速为0.9,0.7,0.5m s 的单丝探针的实验.在每个恒定风速下,对于每一个偏转的倾角Η得到不同的偏角<对应的K 1的测量结果和每一个偏转的偏角<得到的不同倾角Η对应的K 2的测量结果,如图6所示.从图6a ,6c ,6e 我们可以看到:三个不同风速下K 1(<)-Η的变化规律相似,可近似认为与速度无关.对于一组K 1(<)-Η曲线,在低偏角范围内,曲线散布很大;<=90°时K 1值几乎不随倾角Η变化,可见倾角Η对K 1的影响随着偏角的增加而逐渐减小,因此当采用偏角<=90°时的K 1值来修正切向速度的冷却影响时,可以近似认为K 1值与倾角Η无关.图6 单丝探针Η对K 1和<对K 2的影响641 实 验 力 学 (2001年)第16卷 从图6b ,6d ,6f 可看到,在低倾角范围K 2的情形与K 1类似,在高倾角范围内,K 2随偏角<的增加而减小,且随着速度的减小,其减小的程度也逐渐增加,此时若忽略偏角<对K 2的影响,将带来一定的误差,因此须根据不同偏角和速度对K 2进行适当的修正.图7 取不同K 1和K 2值时单丝探针计算速度的误差图8 取不同K 1和K 2值时双丝探针计算速度的误差4 基于各种K 1和K 2计算速度的误差分析 上面讨论了偏角因子和倾角因子随速度和角度的变化关系,下面讨论在具体计算中如何得到对速度进行修正的这两个因子.本文使用定角校准方法,即假设在某一偏角和速度范围内,K 1和K 2为一常数.因此对于0.5m s ,0.7m s ,0.9m s 的风速,我们分别取0°(即不考虑K 1和K 2的影响)、60°和90°对应的K 1,K 2值,计算出气流速度,并与真实速度比较,得到基于不同角度计算速度的相对误差,其结果分别见图7和图8.其中,图7说明了单丝探针计算速741第2期 姚仁太等:极低风速下热线测量的方向特性 841 实 验 力 学 (2001年)第16卷 度的误差,图8说明了双丝探针忽略切向速度或法向速度影响所得的计算速度误差,以及考虑其影响的计算速度误差.误差分析表明:K1和K2的影响并不能忽略,特别是在大偏角和倾角时.虽然K1和K2随<和Η而变,但在整个角度范围内K1或K2取一定值仍可保证计算速度的精度,通常K1或K2取<或Η=60°或90°时的值,计算速度的相对误差较小.5 结论 (1)风速为5m s以上时的结果,K1,K2基本上与速度无关,但它们随着偏角<和倾Η而变化.采用定角方法,通常取<或Η=60°时的K1和K2值来计算速度时误差较小.(2)当风速为3m s时K1,K2值随角度变化的关系不同于5m s以上的值,此时R ec≈1,可以认为是转折点,K1,K2的确定仍可近似采用(1)中所述方法.(3)在1m s以下风速时,单丝和双丝探针的K1值与速度有关,而K2随速度的变化较小,此时K1随着偏角<的增加趋于平缓,K2仍随倾角Η增加呈减小趋势.因此,要根据不同速度来确定K1,K2,可进行插值计算.它们随角度的变化,仍可取<或Η=90°时的K1,K2值来计算速度时误差将较小.(4)在极低风速时,双丝探针两根丝及支架之间对测量结果产生一定影响,特别是在倾角较大的时候.(5)在风速小于3m s的情况下,当使用双丝探针进行测量有倾角Η出现时,直接感受气流一侧的热线,对另一根热线有干扰,使K2大幅度减小,尤其是在大倾角时,此时采用其感应信号计算速度时误差较大,需要进行修正.参考文献:[1] Cham p ag ne F H,S leicher C A and W eh r m ann O H.T u rbu lence m easu re m en ts w ith inclined hot w ires,P a rt :H ea t transf er exp eri m en ts w ith inclined hot w ire[J].J.F lu id M ech.,1967,28:153-175.[2] J org ensen F E.D irectiona l S ensitiv ity of w ire and f iber2f il m p robes[J].D ISA Inf or m a tion,1971,11:31-37.[3] Che w Y T and H a S M.T he d irectiona l sensitiv ities of crossed and trip le hot2w ire p robes[J].J.P hy s.E:S ci.Instrum.,1988,21:613-620.[4] M oba rak A,S ed rak M F,T elbang M.O n the d irection sensitiv ity of hot2w ire p robes[J].D an tec Inf or2m a tion,1986,2:7-9.[5] A y d in M and L eu theusser H J.V ery lo w velocity ca libra tion and app lica tion of hot2w ire p robes[J].D ISA Inf or m a tion,1980,25:17-18.[6] T san is I K.Ca libra tion of hot2w ire ane m o m eters a t very lo w velocities[J].D an tec Inf or m a tion,1987,4:13-14.D irectional Sen sitiv ity for the Hot -W ire M easurem en tsat Very L ow W i nd Veloc ityYAO R en 2tai ,HAO Hong 2w ei(Ch ina In stitu te fo r R adiati on P ro tecti on ,T aiYuan 030006,Ch ina )Abstract :M any investigati on s indicate that yaw facto r K 1and p itch facto r K 2of the ho t w irew ou ld no t vary w ith the velocity m easu red w ith in the scop e of 6～30m s -1,and that yaw angle Ηand p itch angle <have also little effect on K 1and K 2resp ectively .A s a resu lt ,K 1and K 2m ay be con sidered con stan ts 0.2and 1.02resp ectively .How ever ,K 1and K 2m ay change sig 2n ificatly fo r the ho t w ire at the very low velocity ,esp ecically less than 1m s -1becau se of thechange in m echacis m of heat tran sferring .T he directi onal sen sitivities of single 2w ire p robe and X 2array p robe w ere investigated in th is p ap er .T he resu lts show that w hen velocity is lessthan 3m s -1,K 1and K 2vary w ith the velocity ,and Ηand <have also effect on K 1and K 2.R elative erro rs on velocity m easu ring are calcu lated fo r vari ou s yaw and p itch angles w ith K 1and K 2of differen t yaw and p itch angles.It is also found that better resu lts are ob tained fo r <=90°and Η=90°.Key W ords :directi onal sen sitivity ;ho t 2w ire p robe ;very low velocity941第2期 姚仁太等:极低风速下热线测量的方向特性 。