第六章 流速测量.ppt

建筑环境与设备工程专业2007级《建筑环境测试技术》课程教案 第六章 流速测量 流速测量方法 动压法 毕托管 机械法 转杯风速仪 散热率法 热线风速仪，热球风速仪 激光法 激光多普勒测速仪 粒子图像测速技术 PIV（Paticle Image Velocimeter) 6.1 毕托管动压测速法 与压力有关的几个概念 压力：实际上是指压强，即垂直作用在单位面积上的力。压力分为：静压、动压、位压和总压； 静压：对于静止流体，其压强即为静压，对于流动流体，指垂直于流动方向上单位面积所受的压力； 位压：由于高度变化引起的压力； 动压：由于流体流动而引起的压力，称为动压，动压等于总压减去静压和位压； 总压：指流体在某点上流速等熵滞止到零时的压力，又称为滞止压力，即在没有外力作用下，流速绝热地减速到零时所产生的压力； 6.1 毕托管动压测速法 2．毕托管测速原理 6.1 毕托管动压测速法 注意： 严格地讲，只有准确地测出同一点的静压和总压，才能求出动压，并最终求出流速； 实际中无法准确地测出同一点的静压和总压； 静压测量时，往往受到动压的影响； 毕托管的放入，也会对原流场造成影响； 引入修正系数： 6.1 毕托管动压测速法 3. 毕托管的形式 标准毕托管 测量精度较高； 不适合测量含尘气流； 6.1 毕托管动压测速法 3. 毕托管的形式 S形毕托管 可用于测量含尘气流； 管壁开孔需要较大，使用不太方便； 6.1 毕托管动压测速法 3. 毕托管的形式 均速管 可直接测出管道断面平均速度； 测出平均速度后，可计算出管道流量； 可用于大管径； 6.1 毕托管动压测速法 4. 毕托管的使用 毕托管不适合测量流速太低的情况（动压太小）； 被测管道断面不能太小； 测量前，需要对毕托管进行校正，得出毕托管的校正系数； 需要保证总压孔轴线与气流方向尽可能一致； 测量时，应防止粉尘堵塞静压孔； 6.1 毕托管动压测速法 5. 平均流速测量时的测点选取 6.1 毕托管动压测速法 用毕托管测量管道流量的步骤： 将管道横截面划分成一定面积的小块； 在每一小块上取一个特征点； 用毕托管测量特征点的流速； 将特征点上的流速作为小面积上的平均流速，并计算小面积上的流量； 将所有小面积上的流量累加，得到总流量； 6.2 机械测速法——叶轮式风速仪 测量原理：置于流动的流体中的叶轮，其旋转角速度与流体的流速成正比，通过这个原理来进行流速测量；常用的仪表有叶轮式风速仪； 叶轮式风速仪分为杯式和翼式； 6.2 机械测速法——叶轮式风速仪 6.2 机械测速法——叶轮式风速仪 注意 测量的是短时间内的平均流速，不适于测量脉动的气流流速，也不宜测定气流速度的瞬时值； 这种测速仪在测速时，要求将其叶轮全部置于被测气流之中，容易对气流本身产生拢动； 6.2 机械测速法——叶轮式风速仪 注意 测速时，要将叶轮正对气流，如果叶轮的旋转平面与气流方向之间的夹角在90±10o时，其误差一般不大于1%，但若超过这个范围，测量误差会明显加大。 6.3 散热率法速度测量 1 测量原理：把一个通有电流的发热体置入被测气流中，其散热量与气流速度有关，流速越大散热量越多，所以，通过测量散热量的大小，可以测量流速。 恒流型：若通过发热体的电流恒定，则发热体所产生的热量一定。发热体温度随其周围气流速度的提高而降低，根据发热体的温度测量气流速度，这就是目前普遍使用的热球风速仪所依据的原理（热球风速仪）。 恒温型：若保持发热体温度恒定，通过发热体的电流势必随其周围气流速度的增大而增大，根据通过发热体的电流测风速，这是热敏电阻恒温风速仪的工作原理（热线风速仪）。 6.3 散热率法速度测量 以热线为例分析传热过程： 达到热平衡时（ ）： 6.3 散热率法速度测量 除 、 、 为变量外，其他都为常数 6.3 散热率法速度测量 2 热球风速仪： 反应灵敏，使用方便； 体积小，功耗低； 只能测量速度大小，不能测量速度方向； 具有较大的热惯性 6.3 散热率法速度测量 3. 热线、热膜风速仪 6.3 散热率法速度测量 实际中，不是测量电流，而是电桥桥顶电压 6.3 散热率法速度测量 6.3 散热率法速度测量 6.4 风速仪表的校验 风洞的结构 6.4 风速仪表的校验 在管道中造成具有一定参数的气流，将被校风速仪表与标准风速仪表在其中进行对比实验，得出被校仪表相对于标准表的误差，从而对被校表进行修正。 标准仪表一般为：标准毕托管+补偿式微压计； 校正微风速表时，将毕托管放入测量段，被校表放入工作段； 本章复习思考题 1）常见流速测量方法有哪些？ 2）散热率法风速测量的原理？热线风速仪有那两种类型？ 3）动压、静压、全压的概念及动压法测速的原理？ 4）毕托管使用时应注