[工程科技]流速的测量.ppt

皮托管测速法 相关概念 我们把没有粘性的流体称为理想流体． 理想不可压缩流体的伯努利方程（能量方程） (Benoulli’s Equation) 3. 流动方向的测量与复合测压管 能同时测出流体的总压及流速的大小和方向的测压管称为复合测压管 在平面流场的测量中，常用二元复合测压管测量流体的总压、静压及流速的大小和方向。 圆柱形、管束形和楔形 测量空间流动速度的大小和方向及流体的压力，常用球形五孔三元测压管、管束形五孔三元测压管和楔形五孔三元测压管。 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。 一、热线风速仪的标定 热线风速仪的标定的是热线风速仪测头的输出电压与流体速度的真实响应关系。 标定的方法是在校正风洞中或其他已知流体流动速度的流场中，对应地在热线风速仪上读出电压E值，做出E-u标定曲线。 二、 测压管的标定 测压管标定的主要目的是为了确定测压管的校正系数、方向特性、速度特性等内容。 1. 总压管的标定 总压管要标定的是总压管的校正系数以及在不同流速时，总压管对流动偏斜角的不灵敏性。 2. 静压管的标定 静压管要标定的是： 静压管在零偏斜角时，静压管的校正系数或速度特性，以鉴定静压孔对气流静压的感受能力 在不同流速时，静压管对气流方向变化的不灵敏性 3. 毕托管的标定 毕托管要标定的是毕托管的校正系数以及在不同流速时，毕托管对流动偏斜角的不灵敏性 4. 测压管的标定方法 测压管的标定是在校正风洞内采用比较法进行标定的。 多普勒测速 当光源和反射体或散射体之间存在相对运动时，接收到的声波频率与入射声波频率存在差别的现象称为光学多普勒效应，是奥地利学者多普勒于1842年发现的。 当单色光束入射到运动体上某点时，光波在该点被运动体散射，散射光频率与入射光频率相比，产生了正比于物体运动速度的频率偏移，称为多普勒频移。 后向散射型多普勒测速原理 从入射光束方向看，后向散射是指接收散射光束的光电检测器位于被测物体后面，即与光源在同一侧。激光器S发出光束垂直人射到运动体，并在P点散射，散射光由光电检测器R接收。根据多普勒效应检测多普勒频移，如果人射光与散射光的夹角为?，则多普勒频移为： 多普勒效应的另一种解释 辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高 (蓝移 (blue shift))。在运动的波源后面，产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低 (红移 (red shift))。波源的速度越高，所产生的效应越大。根据光波红 /蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。所有波动现象 (包括光波) 都存在多普勒效应。 利用多普勒效应制成的仪器有激光多普勒测量仪、超声多普勒测量仪等，具有精度高、非接触、不扰乱流场、响应快、空间分辨率高、使用方便的特点，广泛用于流速测量、工业中钢板、铝材测量、医学中血液循环监测、医学诊断等。 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速度场，尤其适用于相对湿度较大的气流速度的测定。 二、散热率法测量流速 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的流速。 卡他温度计 热线风速仪是利用被加热的金属丝的热量损失来测量气体流速的。 1. 恒流型热线风速仪 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，则可根据热线电阻值的大小确定流体的速度。 2. 恒温型热线风速仪 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的电流值来确定流体的速度。 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。 克英公式：E2=A+Bun 流体速度是流过热线的电流和热线电阻（热线温度）的函数 电路简单 * * 理想不可压缩流体在重力场中作定常流动时，具有三种形式的能量：位势能、压力势能和动能，在流线上任何一处三者能量之和保持恒定。 1.势能（Potential energy）: mgz1, mgz2，Permass: gz1, gz2 2.动能（Kinetic energy）: Permass: 3.压力能（Pressure energy）: Workdone＝force×distance= Permass: V2,p2 z1 z2 V1,p1 皮托管测速原理图 动压(Pv) ＋ 静压(Ps)＝ 全压（Pt) 修