第7章 流速及流量測量-1

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1、第7章流速及流量測量風(fēng)速測量的意義o流速測量o特點n流速測量方法n矢量－速度大小，方向n測量方法選用與風(fēng)道風(fēng)速測量n時間－瞬時，平均n測量儀表的校準o點的測量o流量測量n代表局部，或集總參數(shù)n流量測量方法o場的測量n常見流量計n局部點測量的組合，流動形態(tài)n流量計的校準o速度測量－流量測量n質(zhì)量平衡和能量平衡的基礎(chǔ)12空氣流速測量方法7.1流速測量o機械法：轉(zhuǎn)杯/葉輪風(fēng)速儀o機械法測量流速o動壓法：畢托管o散熱率法測量流速o散熱率法：熱線風(fēng)速儀、熱球風(fēng)速儀，可測o動壓法低速o節(jié)流式：噴嘴o超聲波o激光多普勒技術(shù)o粒子成象技術(shù)(PIV)o卡門渦街34

2、機械法：轉(zhuǎn)杯風(fēng)速儀葉輪風(fēng)速儀o原理n空氣通過轉(zhuǎn)杯或葉輪時，推動葉片轉(zhuǎn)動n根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)(角位移)推算流過的空氣流速o測量方法要點杯式n正對來流方向ü葉輪葉片的旋轉(zhuǎn)平面和氣流方向之間的偏差不大于10°，此時誤差不大于1%ü否則誤差急劇增加翼式561特點testo416葉輪風(fēng)速計o優(yōu)點o功能n直接顯示體積流量n攜帶方便，操作簡單n計算多點/時間段平均值o缺點n顯示最大值、最小值n標量－不能測量流動方向n保持鍵，保持讀數(shù)n帶背光燈n平均－動態(tài)特性較差，僅能測量一定時間內(nèi)的n自動關(guān)機功能平均流速n保護軟套，防水防塵、防撞擊n準確－空間分辨率較低o性能n靈敏度

3、－不能測量0.3m/s以下的風(fēng)速n量程+0.6～+40m/sn精度±(0.2m/s+1.5%測量值)n分辨率0.1m/s78應(yīng)用實例散熱率法o室外氣象觀測o原理：金屬絲散熱率與流體流速的關(guān)系o冷卻塔風(fēng)量測量n建筑環(huán)境測試中最重要的空氣流速測量方法o送風(fēng)口風(fēng)量測量o工作方式n恒流工作方式：通過熱線的電流保持恒定，測量熱線溫o適合場合度變化n不穩(wěn)定，變化大n恒溫工作方式：熱線的溫度保持恒定，測量通過熱線的n平均值意義大電流IT→vTI→v910恒流型恒溫型n(a'+-b'u)()TT2WfI=測量原理恒流型wR[1+-b(TT)]fWfI2QR=IR

4、wwQ=-aF()TTWfo電流恒定To熱線表面溫度隨流速變化fTNulWnuda=Nu=+abReRe=''ndnR(a+bu)fR=w''n2n-1(a+bu)-IRalFblFdwf2na=b'=IwRw=(a'+-b'u)()TTWf'dnnR=R[1+-b(TT)]wfWfn(a'+-b'u)()TT2WfI=wR[1+-b(TT)]fWf11122n(a'+-b'u)()TT2WfI=恒溫型w恒溫型和恒流型的靜態(tài)特性R[1+-b(TT)]fWfo熱線溫度保持不變恒流型恒溫型n恒溫補償電路o高速時靈敏度較高o低速時靈敏度較高o通過電流(

5、電橋電壓)來確定風(fēng)速o熱球，高速o熱線，低速，脈動-'(RR)a2na"=wfTII=a"+b"uwRRwf'(R-R)b2n"wfE=+ABub=RRwf13uu14熱線風(fēng)速儀常用熱線探頭－一維oHot-WireAnemometryo微型熱線o直徑1~10μm，長度1~2mm細金屬絲n鎢表面鍍白金，5μm，1.2mmo鍍金熱線n總長度3mm，傳感器1.25mmo特點n高精度，動態(tài)性能好n對流場影響非常小n容易損壞1516常用熱線探頭－一維常用熱線探頭－二維、三維o熱膜n在石英基體表面沉積一層薄鎳n結(jié)實，防止腐蝕、破壞等n動態(tài)特性n影響流場o線－

6、膜復(fù)合n細的石英纖維表面沉積一層鎳n久性、動態(tài)特性、流場影響17183動壓法測量全壓（總壓）和靜壓o原理n伯努利方程：氣流速度較小，不考慮可壓縮性，并認為密度為常數(shù)12P=+Pur0j222u=-()PPu=-K()PPr0jr0j測出全壓和靜壓即可測得流體流速1920可壓縮性氣體可壓縮性修正系數(shù)12oISO規(guī)定：P=P+rv(1+e)0j2n測壓管的使用上限流體馬赫數(shù)M<0.25絕熱指數(shù)n測量下限流速在全壓孔的Re>2002M2-k4e=+M+LLo上限或下限的規(guī)定都是為了避免造成過大的424馬赫數(shù)測量誤差o通風(fēng)空調(diào)工程中，氣體流速一般低于40

7、m/s，空氣溫度為20℃，常溫下音速為343m/sVM==0.12（1+ε）=1.0034Co氣體的可壓縮性程度對于動壓的影響很小，一般情況下可忽略2122靜壓的測量總壓的測量o壁面測量n測量孔附近的壁面要光滑平整，孔軸要與壁面垂直，孔徑一般為0.5mmo靜壓管PJn用細管彎成L形，頭部為圓球形，在水平測量斷的表面上均勻布置測壓孔，一般至少為6個，另一端接壓力表，用來測量靜壓232442u=-K()PP流速測量r0j不同壓力的測量o動壓的確定：總壓-靜壓2526畢托管L形畢托管：標準形畢托管opitottubeo靜壓管和總壓管的組合o壓差的測量？

8、2728T形畢托管畢托管o一般用于測量含塵濃度較高的空氣流速29305測量方法要點測量誤差來源與方向測量注意事項特點o動靜壓不在同一位置