热工测量第5章流速测量
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圆柱三孔复合测压管只适于测量平面气流。当气流方向与测压管轴线 垂直的平面不平行时,气流方向和平面的夹角称为俯仰角。当俯仰角不为 零时,它不影响气流在上述平面内方向的测量,但会影响测量气流的总压和 静压大小。例如当俯仰角大于50°时,测得的静压误差将大于1%。
5.2 流动方向的测量
3.两管形方向管 在只需要测量气流方向的场合,可用两根针管制成两管形方向管。其斜 角在45°~60°之间,两管要尽量对称,以斜角向外的较常用。如图5-10a所 示,两方向孔的距离小,测量结果受气流横向速度梯度的影响也小,当刚性较 差时,方向管的使用方法大致与复合管相同。
(2)测压管的校验 被校验的测压管与标准测压管读数进行对比实验, 以标准表读数为真值做被校验仪表的校验曲线。由于风速与被测气流的温 度、湿度及大气压等因素有关,对比实验时,应同时测出这些量作为参考因 素。
5.2 流动方向的测量
速度是矢量,不仅有大小,还有方向。方向测量可以分为平面和三维空 间气流的检测。本节主要介绍平面气流的测量。平面气流的测量包括气流 方向和气流速率的测量。测量气流速率的依据是不可压缩流体对某些规则 形状物体的绕流规律;流动方向是通过测量流速在不同方向的变化得到的, 可以在测压管得到不同方向的压力来反映速度的变化。
5.2 流动方向的测量
为了保证安装测压管的位置及方向,通常都在测压管上焊接一方向块, 焊接时尽量使方向块的平面与总压孔2的轴线相平行,方向块的平面就作为 测压管的原始位置,即几何轴线。
在使用时,几何轴线和气动轴线分别对应于坐标架刻度盘上的一个读数, 几何曲线与气动轴线的夹角称为校正角,如图5-8所示。校正角和校正曲线 一样,是在校正风洞上得到的。由于工艺上的原因,气动轴线、几何轴线及 总压孔2的轴线三者不一定平行。气流方向与气动轴线的夹角称为气流偏 角。气流偏角正负的规定:气流方向在基准方向的左侧,取正号;气流方向在 基准方向的右侧,取负号。α以几何轴线为基准方向,αc以气动轴线为基准方 向。
5.1 测压管测量流速的大小
(2)S形毕托管 图5-3所示为S形毕托管。它由两根相同弯 曲的金属细管焊接而成,而总压、静压分别由管口迎着气流方 向和背着气流方向的管子引出,它的校准系数ξ<1。它的优点是 结构简单、制造容易、横截面积小,缺点是不敏感偏流角小、 轴向尺寸大,可用于测量含尘浓度较高的空气流速,但不适于在 轴向速度变化较大的场合应用。
为了准确测出气流的方向,可用方向管或复合管对气流方向的变化来测 量,并要求对气流的变化越敏感越好,这恰恰与总压管、静压管测量压力时 的要求相反。一般用修正方向特性、总压特性和速度特性的方法修正流体 的运动方向。
5.2 流动方向的测量
1.测量原理 以三孔测压管为例说明方向测量的原理。如图5-6所示,由三孔圆心组 成的三角形,两侧孔为方向孔,中间孔为总压孔,总压孔的圆心在方向孔与总 压孔的角平分线上。把三孔测压管垂直插入均匀平行的气流中,三孔都迎 着气流方向,调整方向孔1和3的压力,当孔1和孔3的压力相等时,在三个孔决 定的平面内,过测压管截面的圆心和气流方向平行的方向,就是测压管的气 动轴线。图5-6 管道内轴线与气流方向一致的图示
图5-9 圆柱三孔测压管特性曲线 a)方向、总压特性 b)速度特性(Ma<0.3) c)速度特性(Ma>0.3)
5.2 流动方向的测量
理论分析和实验都表明,中心角为45°时,方向孔对气流方向的变化最 敏感,所以,方向孔在垂直于测压管轴线的平面内径向开孔,夹角为90°,总压 孔开在两个方向孔夹角的角平分线上,为了消除测压管端部对测量的影响, 侧孔应离开端部一定距离。
5.3 热线风速仪
热线风速仪可以用来测量脉动气流的速度,其探头尺寸小,响应速度快, 是一种将流速信号转变为电信号的一种测速仪器,测量如果与数据处理系 统联用,可以简化繁琐的数据整理工作。
1.工作原理 热线风速仪是以热丝或热膜(前者大都用钨丝、铂丝制成,后者常用铂 丝、铬丝制成)为探头直接暴露在被测的气流中,并把它接入平衡电桥作为 一个桥臂,用电流供给热丝进行加热,热丝在气流中的散热量与流速的大小 有关,此散热量导致热丝温度变化,进而引起热线电阻的变化,这样就把流速 信号转变成电信号,通过测量电信号从而达到测量气体流速的目的。
图5-5 风洞结构简图
5.1 测压管测量流速的大小
风机段1包括由可调速直流电动机驱动的轴流风机及导流器,它是产生 具有一定参数气流的动力。稳定段7包括蜂窝器、阻尼网和一定长度的直 管段。气流由稳定段7导入,经导直整流形成流场稳定的气流。工作段5是 校验中速测压管的直管段。经粗收缩段6的气流进入工作段5,工作段5流场 均匀度小于2%,流场稳定度小于1%。测量段3是校验高速测压管的直管段。 经细收缩段4的气流进入测量段,流场均匀度小于2%,稳定度小于1%。为减 小能量损失,气流经扩散段2由轴流风机排出风洞。风机段1入口设有导流 装置,以保证测量段3的均匀性和稳定度。
5.1 测压管测量流速的大小
一般情况测量气流速率时,Ma>0.3以后,应考虑气体的压缩效应。则
式中,p*'、p'分别为动压管总压和静压的读数;ξ为动压管的校准系数, 即 考虑气体的压缩效应时,应为
5.1 测压管测量流速的大小
2.测压管 设计测压管最主要的要求是:尽一切可能保证总压孔和静压孔所接受到 的压力是真正被测点的总压和静压。 (1)毕托管(动压测量管) 如图5-1所示,从流体绕流考虑,N点的流动状态 既受上游毕托管头部绕流的影响,还受下游毕托管立杆绕流的影响。通过 实验研究发现,当静压孔N开在某一适当位置时,这两种影响有可能相互抵消, 使得该处的压力恰好等于未插入毕托管时的静压。 在毕托管设计中,既要考虑静压孔的位置,还要考虑静压孔的数量与形 状、毕托管的头部形状、总压孔的大小、探头与立杆的连接方式等,它们 都会影响毕托管的测量结果。
5.2 流动方向的测量
图5-8 测压管孔号及校正角 a)测压管孔位置 b)校正角
5.2 流动方向的测量
每根测压管一般应有方向特性、பைடு நூலகம்压特性和速度特性三条校准曲线。 常见形式的校准曲线的基本原理都相同。下面推荐一组特性曲线。
方向特性
总压特性
速度特性
式中,p*和p分别为校准风洞中的总压和静压;p1、p2、p3分别为被校测 压管1、2、3孔测量到的压力。
5.2 流动方向的测量
速度特性Xv受气流马赫数Ma影响较大,但在Ma<0.3时。可不考虑马赫 数Ma的影响,即
当Ma>0.3时,可采用p3/p2=f(p/p*,α)(α>0)或p1/p2=f(p/p*,α)(α≤0),相应的 校准曲线如图5-9所示,其中α角箭头所指方向就是气流流动的方向。
5.2 流动方向的测量
5.1 测压管测量流速的大小
图5-1 毕托管工作原理图 毕托管有多种形式,测量原理都是相同的。图5-2所示为三种基本毕托 管的结构图。它是一个弯成90°的同心管,主要由感测头、管身及总压和 动压引出管组成。感测头端部呈锥形、圆形或椭圆形,总压孔位于感测头 端部,与内管连通,用来测量总压。在外管表面靠近感测头端部的适当位置 有一圈小孔,称为静压孔,用来测量静压,它的总压孔和静压孔不是在同一点 上,甚至不在流道的同一界面上,所以得到的读数有可能不能准确地反映气 流速率的大小,而应加以修正。
热工测量
目录
5.1 测压管测量流速的大小 5.2 流动方向的测量 5.3 热线风速仪 5.4 激光多普勒测速仪
5.1 测压管测量流速的大小
1.测量原理 在气流速度小于声速时,伯努利方程给出了同一流线上气流速率和气流 其他状态参数的关系。 气流流速低,不考虑其可压缩性,由伯努利方程得
p+ρv 2=p*
5.2 流动方向的测量
2.圆柱三孔复合测压管 圆柱三孔复合测压管的结构如图5-7所示,在一个圆柱体上沿径向钻三 个小孔,中间2为总压孔,其压力由圆柱体的内腔引出,两侧的孔1、3为方向 孔,其压力由焊接在孔上的针管引出。这种测压管结构简单,制造容易,使用 方便,应用广泛。
图5-7 圆柱三孔复合测压管 1、3—方向孔 2—总压孔
5.1 测压管测量流速的大小
3.测压管的标定 测压管在出厂前或使用一段时间之后都需要进行校验,以保证其准确度 在一定范围之内,用于校验的实验装置称为风洞。 (1)风洞的原理和结构 风洞具有一定形状的管道,在管道中造成具有 一定参数的气流,被校验的测压管与标准测压管仪表在其中进行对比实验。 风洞的结构如图5-5所示,主要由风机段1、扩散段2、测量段3、细收缩 段4、工作段5、粗收缩段6和稳定段7组成。
量流速,此为热线风速仪的恒温工作方式或恒电阻工作方式,如
图5-11和图5-12所示。此外,还可以始终保持tw-tf为常数,同 样可以根据热线电流I来测量流速,这叫恒电流工作方式。无论 采用哪种工作方式。都需要对流体实际温度tf与偏离热线标定 时的流体温度t0进行修正,这种修正可通过适当的温度补偿电
5.3 热线风速仪
热线风速仪是利用通电的热线探头在流场中会产生热量损失来进行测 量的,如果流过热线的电流为I,热线的电阻为R,则热线产生的热量是
Q1=I 2R(5-13)
当热线探头置于流场中时,流体对热线有冷却作用。忽略热线的导热损 失和辐射损失,可以认为热线是在对流换热状态下工作的。根据牛顿冷却 公式,热线损失的热量为
图5-10 测压管 a)两管形方向管 b)三管形复合测压管
5.2 流动方向的测量
4.三管形复合测压管 三管形测压管比圆柱三孔管的头部小,可用于气流马赫数Ma更高、横 向速度梯度更大的场合。 把三根弯成一定形状的小管焊接在一起,就组成了三管形复合测压管。 如图5-10b所示,两侧方向管的斜角要尽可能相等;斜角可以向外斜,也可以向 内斜;总压管可以在两方向管之间,也可以在它们的上方或下方。在相同条 件下外斜的测压管比内斜的灵敏度高。总压孔和方向孔尽量垂直迎着气流 方向,若不知道气流方向偏于哪一侧,则总压管应安排在两个方向管之间,但 这样容易增加方向孔测量误差。为了加强测压管道刚度,可以焊上加强筋。 为了避免对流场的干扰,各测压孔到杆柄和加强筋的距离要分别大于6倍和 12倍的管子外径。
式中,p*、p分别为气流的总压和静压。
5.1 测压管测量流速的大小
当气流流速比较高时,需要考虑其可压缩性,可压缩气体等熵流动的伯 努利方程为
利用气体绝热过程的状态方程,可得 也可表示为
5.1 测压管测量流速的大小
考虑气体压缩性对流速的影响,引入马赫数Ma可得 把上式右侧展开,得到
式中,ε为气体的压缩性修正系数,它表示了气体的压缩效应的影响。
5.1 测压管测量流速的大小
图5-2 基本毕托管结构图 a)锥形头 b)球形头 c)椭圆头
5.1 测压管测量流速的大小
图5-3 S形毕托管
图5-4 笛形动压管
5.1 测压管测量流速的大小
(3)笛形动压管 笛形动压管可以测出多点压力而得到平均 风速,适用于大尺寸流道内的测量。如图5-4所示,按一定规律 开孔的笛形管垂直安装在流道内,小孔迎着气流方向,得到气流 的平均总压。静压孔开在流道壁面上,与笛形管一起组成了笛 形动压管,在保证刚度的前提下,笛形管的直径d要尽量小,常取 d/D=0.04~0.09,总压孔的总面积一般不应超过笛形管内截面的 30%。
Q2=hF (tw-tf)(5-14)
式中,h为热线的表面传热系数;F为热线的换热表面积;tw为热线温度;tf 为流体温度。
5.3 热线风速仪
在热平衡条件下,有Q1=Q2,因此可写出热线的能量守恒方 程,即
I 2R=hF(tw-tf)(5-15)
热线电阻R是温度的函数;对于一定的热线探头和流体条 件,h主要与流体的运动速度有关;在tf一定的条件下,流体的速 度只是电流和热线温度的函数,即
v=f (I,tw)(5-16)
5.3 热线风速仪
因此,只要固定I和tw两个参数中的任何一个,都可以获得流 速v与另一参数的单值函数关系。若电流I固定,则v=f(tw),可根 据热线温度tw来测量流速v,此为热线风速仪的恒流工作方式; 若保持热线温度tw为定值,则v=f(I),可根据流经热线的电流I测
5.2 流动方向的测量
3.两管形方向管 在只需要测量气流方向的场合,可用两根针管制成两管形方向管。其斜 角在45°~60°之间,两管要尽量对称,以斜角向外的较常用。如图5-10a所 示,两方向孔的距离小,测量结果受气流横向速度梯度的影响也小,当刚性较 差时,方向管的使用方法大致与复合管相同。
(2)测压管的校验 被校验的测压管与标准测压管读数进行对比实验, 以标准表读数为真值做被校验仪表的校验曲线。由于风速与被测气流的温 度、湿度及大气压等因素有关,对比实验时,应同时测出这些量作为参考因 素。
5.2 流动方向的测量
速度是矢量,不仅有大小,还有方向。方向测量可以分为平面和三维空 间气流的检测。本节主要介绍平面气流的测量。平面气流的测量包括气流 方向和气流速率的测量。测量气流速率的依据是不可压缩流体对某些规则 形状物体的绕流规律;流动方向是通过测量流速在不同方向的变化得到的, 可以在测压管得到不同方向的压力来反映速度的变化。
5.2 流动方向的测量
为了保证安装测压管的位置及方向,通常都在测压管上焊接一方向块, 焊接时尽量使方向块的平面与总压孔2的轴线相平行,方向块的平面就作为 测压管的原始位置,即几何轴线。
在使用时,几何轴线和气动轴线分别对应于坐标架刻度盘上的一个读数, 几何曲线与气动轴线的夹角称为校正角,如图5-8所示。校正角和校正曲线 一样,是在校正风洞上得到的。由于工艺上的原因,气动轴线、几何轴线及 总压孔2的轴线三者不一定平行。气流方向与气动轴线的夹角称为气流偏 角。气流偏角正负的规定:气流方向在基准方向的左侧,取正号;气流方向在 基准方向的右侧,取负号。α以几何轴线为基准方向,αc以气动轴线为基准方 向。
5.1 测压管测量流速的大小
(2)S形毕托管 图5-3所示为S形毕托管。它由两根相同弯 曲的金属细管焊接而成,而总压、静压分别由管口迎着气流方 向和背着气流方向的管子引出,它的校准系数ξ<1。它的优点是 结构简单、制造容易、横截面积小,缺点是不敏感偏流角小、 轴向尺寸大,可用于测量含尘浓度较高的空气流速,但不适于在 轴向速度变化较大的场合应用。
为了准确测出气流的方向,可用方向管或复合管对气流方向的变化来测 量,并要求对气流的变化越敏感越好,这恰恰与总压管、静压管测量压力时 的要求相反。一般用修正方向特性、总压特性和速度特性的方法修正流体 的运动方向。
5.2 流动方向的测量
1.测量原理 以三孔测压管为例说明方向测量的原理。如图5-6所示,由三孔圆心组 成的三角形,两侧孔为方向孔,中间孔为总压孔,总压孔的圆心在方向孔与总 压孔的角平分线上。把三孔测压管垂直插入均匀平行的气流中,三孔都迎 着气流方向,调整方向孔1和3的压力,当孔1和孔3的压力相等时,在三个孔决 定的平面内,过测压管截面的圆心和气流方向平行的方向,就是测压管的气 动轴线。图5-6 管道内轴线与气流方向一致的图示
图5-9 圆柱三孔测压管特性曲线 a)方向、总压特性 b)速度特性(Ma<0.3) c)速度特性(Ma>0.3)
5.2 流动方向的测量
理论分析和实验都表明,中心角为45°时,方向孔对气流方向的变化最 敏感,所以,方向孔在垂直于测压管轴线的平面内径向开孔,夹角为90°,总压 孔开在两个方向孔夹角的角平分线上,为了消除测压管端部对测量的影响, 侧孔应离开端部一定距离。
5.3 热线风速仪
热线风速仪可以用来测量脉动气流的速度,其探头尺寸小,响应速度快, 是一种将流速信号转变为电信号的一种测速仪器,测量如果与数据处理系 统联用,可以简化繁琐的数据整理工作。
1.工作原理 热线风速仪是以热丝或热膜(前者大都用钨丝、铂丝制成,后者常用铂 丝、铬丝制成)为探头直接暴露在被测的气流中,并把它接入平衡电桥作为 一个桥臂,用电流供给热丝进行加热,热丝在气流中的散热量与流速的大小 有关,此散热量导致热丝温度变化,进而引起热线电阻的变化,这样就把流速 信号转变成电信号,通过测量电信号从而达到测量气体流速的目的。
图5-5 风洞结构简图
5.1 测压管测量流速的大小
风机段1包括由可调速直流电动机驱动的轴流风机及导流器,它是产生 具有一定参数气流的动力。稳定段7包括蜂窝器、阻尼网和一定长度的直 管段。气流由稳定段7导入,经导直整流形成流场稳定的气流。工作段5是 校验中速测压管的直管段。经粗收缩段6的气流进入工作段5,工作段5流场 均匀度小于2%,流场稳定度小于1%。测量段3是校验高速测压管的直管段。 经细收缩段4的气流进入测量段,流场均匀度小于2%,稳定度小于1%。为减 小能量损失,气流经扩散段2由轴流风机排出风洞。风机段1入口设有导流 装置,以保证测量段3的均匀性和稳定度。
5.1 测压管测量流速的大小
一般情况测量气流速率时,Ma>0.3以后,应考虑气体的压缩效应。则
式中,p*'、p'分别为动压管总压和静压的读数;ξ为动压管的校准系数, 即 考虑气体的压缩效应时,应为
5.1 测压管测量流速的大小
2.测压管 设计测压管最主要的要求是:尽一切可能保证总压孔和静压孔所接受到 的压力是真正被测点的总压和静压。 (1)毕托管(动压测量管) 如图5-1所示,从流体绕流考虑,N点的流动状态 既受上游毕托管头部绕流的影响,还受下游毕托管立杆绕流的影响。通过 实验研究发现,当静压孔N开在某一适当位置时,这两种影响有可能相互抵消, 使得该处的压力恰好等于未插入毕托管时的静压。 在毕托管设计中,既要考虑静压孔的位置,还要考虑静压孔的数量与形 状、毕托管的头部形状、总压孔的大小、探头与立杆的连接方式等,它们 都会影响毕托管的测量结果。
5.2 流动方向的测量
图5-8 测压管孔号及校正角 a)测压管孔位置 b)校正角
5.2 流动方向的测量
每根测压管一般应有方向特性、பைடு நூலகம்压特性和速度特性三条校准曲线。 常见形式的校准曲线的基本原理都相同。下面推荐一组特性曲线。
方向特性
总压特性
速度特性
式中,p*和p分别为校准风洞中的总压和静压;p1、p2、p3分别为被校测 压管1、2、3孔测量到的压力。
5.2 流动方向的测量
速度特性Xv受气流马赫数Ma影响较大,但在Ma<0.3时。可不考虑马赫 数Ma的影响,即
当Ma>0.3时,可采用p3/p2=f(p/p*,α)(α>0)或p1/p2=f(p/p*,α)(α≤0),相应的 校准曲线如图5-9所示,其中α角箭头所指方向就是气流流动的方向。
5.2 流动方向的测量
5.1 测压管测量流速的大小
图5-1 毕托管工作原理图 毕托管有多种形式,测量原理都是相同的。图5-2所示为三种基本毕托 管的结构图。它是一个弯成90°的同心管,主要由感测头、管身及总压和 动压引出管组成。感测头端部呈锥形、圆形或椭圆形,总压孔位于感测头 端部,与内管连通,用来测量总压。在外管表面靠近感测头端部的适当位置 有一圈小孔,称为静压孔,用来测量静压,它的总压孔和静压孔不是在同一点 上,甚至不在流道的同一界面上,所以得到的读数有可能不能准确地反映气 流速率的大小,而应加以修正。
热工测量
目录
5.1 测压管测量流速的大小 5.2 流动方向的测量 5.3 热线风速仪 5.4 激光多普勒测速仪
5.1 测压管测量流速的大小
1.测量原理 在气流速度小于声速时,伯努利方程给出了同一流线上气流速率和气流 其他状态参数的关系。 气流流速低,不考虑其可压缩性,由伯努利方程得
p+ρv 2=p*
5.2 流动方向的测量
2.圆柱三孔复合测压管 圆柱三孔复合测压管的结构如图5-7所示,在一个圆柱体上沿径向钻三 个小孔,中间2为总压孔,其压力由圆柱体的内腔引出,两侧的孔1、3为方向 孔,其压力由焊接在孔上的针管引出。这种测压管结构简单,制造容易,使用 方便,应用广泛。
图5-7 圆柱三孔复合测压管 1、3—方向孔 2—总压孔
5.1 测压管测量流速的大小
3.测压管的标定 测压管在出厂前或使用一段时间之后都需要进行校验,以保证其准确度 在一定范围之内,用于校验的实验装置称为风洞。 (1)风洞的原理和结构 风洞具有一定形状的管道,在管道中造成具有 一定参数的气流,被校验的测压管与标准测压管仪表在其中进行对比实验。 风洞的结构如图5-5所示,主要由风机段1、扩散段2、测量段3、细收缩 段4、工作段5、粗收缩段6和稳定段7组成。
量流速,此为热线风速仪的恒温工作方式或恒电阻工作方式,如
图5-11和图5-12所示。此外,还可以始终保持tw-tf为常数,同 样可以根据热线电流I来测量流速,这叫恒电流工作方式。无论 采用哪种工作方式。都需要对流体实际温度tf与偏离热线标定 时的流体温度t0进行修正,这种修正可通过适当的温度补偿电
5.3 热线风速仪
热线风速仪是利用通电的热线探头在流场中会产生热量损失来进行测 量的,如果流过热线的电流为I,热线的电阻为R,则热线产生的热量是
Q1=I 2R(5-13)
当热线探头置于流场中时,流体对热线有冷却作用。忽略热线的导热损 失和辐射损失,可以认为热线是在对流换热状态下工作的。根据牛顿冷却 公式,热线损失的热量为
图5-10 测压管 a)两管形方向管 b)三管形复合测压管
5.2 流动方向的测量
4.三管形复合测压管 三管形测压管比圆柱三孔管的头部小,可用于气流马赫数Ma更高、横 向速度梯度更大的场合。 把三根弯成一定形状的小管焊接在一起,就组成了三管形复合测压管。 如图5-10b所示,两侧方向管的斜角要尽可能相等;斜角可以向外斜,也可以向 内斜;总压管可以在两方向管之间,也可以在它们的上方或下方。在相同条 件下外斜的测压管比内斜的灵敏度高。总压孔和方向孔尽量垂直迎着气流 方向,若不知道气流方向偏于哪一侧,则总压管应安排在两个方向管之间,但 这样容易增加方向孔测量误差。为了加强测压管道刚度,可以焊上加强筋。 为了避免对流场的干扰,各测压孔到杆柄和加强筋的距离要分别大于6倍和 12倍的管子外径。
式中,p*、p分别为气流的总压和静压。
5.1 测压管测量流速的大小
当气流流速比较高时,需要考虑其可压缩性,可压缩气体等熵流动的伯 努利方程为
利用气体绝热过程的状态方程,可得 也可表示为
5.1 测压管测量流速的大小
考虑气体压缩性对流速的影响,引入马赫数Ma可得 把上式右侧展开,得到
式中,ε为气体的压缩性修正系数,它表示了气体的压缩效应的影响。
5.1 测压管测量流速的大小
图5-2 基本毕托管结构图 a)锥形头 b)球形头 c)椭圆头
5.1 测压管测量流速的大小
图5-3 S形毕托管
图5-4 笛形动压管
5.1 测压管测量流速的大小
(3)笛形动压管 笛形动压管可以测出多点压力而得到平均 风速,适用于大尺寸流道内的测量。如图5-4所示,按一定规律 开孔的笛形管垂直安装在流道内,小孔迎着气流方向,得到气流 的平均总压。静压孔开在流道壁面上,与笛形管一起组成了笛 形动压管,在保证刚度的前提下,笛形管的直径d要尽量小,常取 d/D=0.04~0.09,总压孔的总面积一般不应超过笛形管内截面的 30%。
Q2=hF (tw-tf)(5-14)
式中,h为热线的表面传热系数;F为热线的换热表面积;tw为热线温度;tf 为流体温度。
5.3 热线风速仪
在热平衡条件下,有Q1=Q2,因此可写出热线的能量守恒方 程,即
I 2R=hF(tw-tf)(5-15)
热线电阻R是温度的函数;对于一定的热线探头和流体条 件,h主要与流体的运动速度有关;在tf一定的条件下,流体的速 度只是电流和热线温度的函数,即
v=f (I,tw)(5-16)
5.3 热线风速仪
因此,只要固定I和tw两个参数中的任何一个,都可以获得流 速v与另一参数的单值函数关系。若电流I固定,则v=f(tw),可根 据热线温度tw来测量流速v,此为热线风速仪的恒流工作方式; 若保持热线温度tw为定值,则v=f(I),可根据流经热线的电流I测