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《熱工測試技術(shù) 流速測量ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第七章、流速測量熱工測試技術(shù)本章學(xué)習(xí)要求：1.了解測速的基本方法2.Pitot管測速的基本原理及構(gòu)造3.熱線、激光多普勒、粒子圖像測速技術(shù)的基本原理及各自特點(diǎn)第七章、流速測量流速的測量方法機(jī)械方法－>機(jī)械式風(fēng)速儀動力測壓法－>皮托管散熱率法－>熱線風(fēng)速儀激光測速法－>激光多普勒測速儀粒子圖像測速法－>PIV機(jī)械方法測量流速機(jī)械方法測量流速是根據(jù)置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體的流速成正比的原理來進(jìn)行流速測量的。機(jī)械式風(fēng)速儀是利用葉輪測量流速的實(shí)例翼型和杯型第七章、流速測量機(jī)械式風(fēng)速儀可用來測定儀表所在位置的氣流速度，也可用于大型管道中氣流的速
2、度場，尤其適用于相對濕度較大的氣流速度的測定。第七章、流速測量第七章、流速測量7.1皮托管測速技術(shù)基本概念：在靜止氣體中，由于不存在切向力，故這個力與所取面積的方向無關(guān)，稱為靜壓力?？倝毫κ侵噶黧w在某點(diǎn)速度等熵滯止到零時所達(dá)到的壓力。滯止壓力是指在沒有外力的作用下，流體速度絕熱地減速到零時所產(chǎn)生的壓力，此時，流體的全部動能全部絕熱地轉(zhuǎn)變成壓力能?？倝号c靜壓之差稱為動壓7.1皮托管測速技術(shù)一、基本構(gòu)造和測速原理應(yīng)用動力測壓法測量流速的壓力感受元件為測壓管由總壓探頭和靜壓探頭組成也叫動壓管、風(fēng)速管7.1皮托管測速技術(shù)伯努利方程式不可壓縮流體7.1皮
3、托管測速技術(shù)可壓縮氣體皮托管的使用上限不超過相當(dāng)于馬赫數(shù)為0.25時的流速，否則要考慮流體壓縮性皮托管的使用下限為被測量的流速在總壓孔直徑上的雷諾數(shù)需超過2007.1皮托管測速技術(shù)測量大尺寸管道的平均流速7.1皮托管測速技術(shù)特殊用途皮托管遮板式背靠式7.1皮托管測速技術(shù)二、二維氣流速度的測量能同時測出流體的總壓及流速的大小和方向的測壓管稱為復(fù)合測壓管常用三孔測速管：三孔感壓球形探頭、干管、傳壓管和分度盤7.1皮托管測速技術(shù)7.1皮托管測速技術(shù)三孔感壓探頭有：圓柱形、球形、尖劈形中間開有總壓孔，兩側(cè)開有方向孔7.1皮托管測速技術(shù)總壓孔測量流體總壓
4、方向孔測量流動方向2Φ＝90°時，敏感性最高計(jì)算流速7.1皮托管測速技術(shù)測量空間流動速度的大小和方向及流體的壓力，常用球形五孔測速管、管束形五孔測速管和楔形五孔測速管。7.1皮托管測速技術(shù)在校正風(fēng)洞中用比較法進(jìn)行標(biāo)定，它將被標(biāo)定的儀表測得的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)儀表測得的數(shù)據(jù)相比較，就可得出被標(biāo)定的儀表的修正系數(shù)或特性曲線。三、皮托管的標(biāo)定7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)（HotwireAnemometer，簡稱HWA）一、基本構(gòu)造探頭、信號和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)第七章、流速測量基本原理：利用散熱率法測量流速，是將發(fā)熱的測速傳感器置于被測流體中，利用發(fā)熱的測速傳感器的散
5、熱率與流體流速成比例的特點(diǎn)，通過測定傳感器的散熱率來獲得流體的流速。7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)熱線熱膜風(fēng)速儀--利用放置在流場中具有加熱電流的細(xì)金屬絲(直徑3.8μm-5μm，長度1-2mm)來測量風(fēng)速的儀器。它是建立在熱平衡原理基礎(chǔ)上的。熱線材料的要求（鉑絲、鎢絲）–電阻溫度系數(shù)要高–機(jī)械強(qiáng)度要好–電阻率要大–熱傳導(dǎo)率要小–最大可用溫度要高7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)?熱線探頭--將金屬絲的兩端焊接到兩根叉桿上,叉桿的另一端引出線,再加上保護(hù)罩并且在保護(hù)罩和叉桿之間裝以絕緣填料,就構(gòu)成了熱線探
6、頭。起敏感元件作用的只有中間部分。熱線的主要優(yōu)點(diǎn)--利用極細(xì)的金屬絲做成具有較大長度直徑比的探針，既減少熱傳導(dǎo)的影響，又具有相當(dāng)好的空間分辨率。頻率響應(yīng)高。7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)?熱膜探頭--由熱膜、襯底、絕緣層和導(dǎo)線幾部分構(gòu)成。所謂熱膜就是噴濺在襯底上的一層很薄的鉑金膜（0.1mm），用熔焊方法將它固定在楔形或圓柱形石英骨架上，其上加有加熱電流。熱膜探頭的特點(diǎn)：–頻率響應(yīng)范圍比熱線窄。上限僅為100kHz–工作溫度較低，只比環(huán)境溫度高20度–工藝復(fù)雜，制造困難–機(jī)械強(qiáng)度比熱線高–受振動的影響小，不存在內(nèi)應(yīng)力的問題–阻值可由控制熱膜厚度來調(diào)
7、節(jié)–熱傳導(dǎo)損失較小熱膜探頭的優(yōu)點(diǎn)–不易被打斷或碰傷–細(xì)微粒不會折斷熱膜–有效地拉緊，重復(fù)性好。7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)二元、三元探頭不同類型的熱膜探頭7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)連續(xù)流中金屬絲的熱耗散規(guī)律熱傳導(dǎo)過程---在設(shè)計(jì)中使之最小熱輻射過程---溫差小自由對流過程---流速大強(qiáng)迫對流過程7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)二、熱線風(fēng)速儀的工作原理熱線風(fēng)速儀是利用通電的熱線探頭在流場中的熱量散失強(qiáng)度與氣流速度之間的關(guān)系來測量流速的。設(shè)流過熱線的電流為I,熱線的電阻為Rw,則熱線產(chǎn)生的熱量是：當(dāng)熱線探頭置于流場中時，流體對熱線有冷卻作用。根據(jù)牛頓公式，
8、熱線散失的熱量為根據(jù)熱平衡原理，可寫出熱線的能量守衡方程：其中，a、b、n為常數(shù)；熱電阻RW與溫度有如下關(guān)系：帶入上式，有：7.2熱線（熱膜）測速技術(shù)
