
風速計的應用很廣泛,在所有領域都能靈活運用,風速計的應用是很廣泛,在所有領域都可以靈活運用,被廣泛的應用于電力、鋼鐵、石化、節(jié)能等行業(yè),還有其他的應用,帆船比賽,劃艇比賽,野外比賽等都需要用到風速儀來測量。風速儀比較,除了測量風速外同時還可以測風溫、風量。有很多行業(yè)都需要用到風速儀,**使用的行業(yè):出海捕撈業(yè)、各類風扇制造業(yè)、需要抽風排氣系統(tǒng)的行業(yè)等等。
風速計將流速信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕囊环N測速儀器,也可測量流體溫度或密度。其原理是,將一根通電加熱的細金屬絲(稱熱線)置于氣流中,熱線在氣流中的散熱量與流速有關,而散熱量導致熱線溫度變化而引起電阻變化,流速信號即轉(zhuǎn)變成電信號。它有兩種工作模式:
①恒流式。通過熱線的電流保持不變,溫度變化時,熱線電阻改變,因而兩端電壓變化,由此測量流速;
②恒溫式。熱線的溫度保持不變,如保持150℃,根據(jù)所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應用更廣泛。熱線長度一般在0.5~2毫米范圍,直徑在1~10微米范圍,材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金屬膜代替金屬絲,即為熱膜風速儀,功能與熱絲相似,但多用于測量液體流速。熱線除普通的單線式外,還可以是組合的雙線式或三線式,用以測量各個方向的速度分量。從熱線輸出的電信號,經(jīng)放大、補償和數(shù)字化后輸入計算機,可提高測量精度,自動完成數(shù)據(jù)后處理過程,擴大測速功能,如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數(shù)的測量。熱線風速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對流場干擾小;響應快,能測量非定常流速;能測量很低速(如低達0.3米/秒)等優(yōu)點。
風速計主要用途
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(jù)測得的探頭電阻可確定溫度。
除此以外還開發(fā)出許多專業(yè)用途。
風速計優(yōu)點
風速計具有諸多優(yōu)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。熱線風速儀的缺點是探頭對流場有一定干擾,熱線容易斷裂。
4、除了測量平均速度外,還可測量脈動值和湍流量;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。
風速計工作原理
風速計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**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(jù)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 mm;小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 mm。根據(jù)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(tài)校準是在專門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;動態(tài)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。
0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個區(qū)段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的測量;風速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭測量5至40m/s的流果理想;而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到佳結果。正確選擇風速儀的流速探頭的一個附加標準是溫度,通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達+-70C。特制風速儀的轉(zhuǎn)輪探頭可達350C。皮托管用于+350C以上。
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