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風速儀的基本原理:
風速儀其基本原理是將一根細的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風速計稱為“熱線"。當流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據強迫對流熱交換理論,可導出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關系式。標準的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長為2 ;小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 。根據不同的用途,熱線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強度,有時用金屬膜代替金屬絲,通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜,稱為熱膜探頭。熱線探頭在使用前必須進行校準。靜態校準是在的標準風洞里進行的,測量流速與輸出電壓之間的關系并畫成標準曲線;校準是在已知的脈動流場中進行的,或在風速儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗熱線風速儀的頻率響應,若頻率響應不佳可用相應的補償線路加以改善。
風速儀的特點:
1、體積小,對流場干擾??;
2、適用范圍廣,不僅可用于氣體也可用于液體,在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動中均可使用;
3、頻率 響應高,可高達1 MH z;
4、測量精度高,重復性好;
5、除了測量平均速度外,還可測量脈動值和湍;除了測量單方向運動外還可同時測量多個方向的速度分量;
6、直接顯示體積。輸入管道截面積,即可計算出體積;
7、儀器具有時間段或多點平均值計算功能,用于計算平均;
8、可顯示值、小值,帶讀數保持功能;
9、計算多點/時間段平均值,保持鍵,保持讀數,帶背光燈;
10、自動關機功能,保護軟套,防水防塵、防撞擊。
風速儀具有諸多優點,下面是幾個比較重要的:
1、體積小,對流場干擾小;
2、適用范圍廣。不僅可用于氣體也可用于液體,在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動中均可使用;
3、測量精度高,重復性好;
4、除了測量平均速度外,還可測量脈動值和湍;除了測量單方向運動外還可同時測量多個方向的速度分量。
風速儀主要用途:
1、測量平均流動的速度和方向;
2、測量來流的脈動速度及其頻譜;
3、測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性;
4、測量壁面切應力(通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的,原理與熱線測速相似);
5、測量流體溫度(事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線,然后根據測得的探頭電阻就可確定溫度。
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