热工测试技术第4章-流速和流量的测量ppt课件.ppt

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1、第4章流速和流量的测量1第4章流速和流量的测量掌握稳态流体速度的测量原理及方法；掌握几种速度探针的原理及结构；掌握热线风速仪及多普勒测速仪的原理及测量电路；掌握速度方向的测量原理和几种方向探针的结构及使用方法；掌握流量测量原理和几种流量计的工作原理及结构。2第1节流体速度大小的测量测量原理：跟据不可压缩流体中柏努利方程：因此只要测出流体的总压，静压以及流体的密度就可用上式求出流体的速度。1、速度探针3（a）带半球形头部的标准皮托管（b）带锥形头部的皮托管L形皮托管第1节流体速度大小的测量4第1节流体速度大小的测量国际标准中称皮托管标定系数

2、英国标准中称c0皮托管标定系数我国两种标准都用。5第1节流体速度大小的测量笛形皮托管6（a）吸气式（b）遮板式（c）靠背式吸气式皮托管主要用于高含尘量的负压管道气流压力的测量；遮板式是依靠遮板来阻止灰尘直接进入测量管；靠背式是因为测压管孔径较大而不易堵塞。测量高含尘量气流的皮托管7第1节流体速度大小的测量例：如图所示，在皮托管上连接酒精比压计，测定风管中的某点风速，已知微压计斜管的倾角为30度，l=50mm，酒精密度为800kg/m3，空气密度为1.255kg/m3，标定系数为1.0，试求管内该点的风速。8第1节流体速度大小的测量2、可压缩性

3、对气流速度测量的影响在高速气流中必须考虑影响气体密度的压力绝对值，因为气流速度的变化会引起压力变化。可压缩气流的速度V不是由压差确定而是由压力比决定，因此在测量气流速度时，要分别测出气流的总压及静压。式中，k是气体的等熵指数，对于空气，k=1.4。最后得到考虑可压缩性时，气流速度的公式为式中，ε是对可压缩性的修正系数，它与马赫数Ma有关9第1节流体速度大小的测量ε与Ma三种近似关系：第一种情况，Ma<0.2,第二种情况，0.2

4、绕流时，物体表面的压力分布与流动方向有确定关系11第2节二维流场中流动方向的测量（1）方向孔最佳位置的确定：必须满足该点的压力对于气流方向角的变化率为最大，即（2）方向探针的灵敏度12第2节二维流场中流动方向的测量2、测量方法方向测量通常有两种方法：对向测量和不对向测量。（1）对向测量——使探针绕其本身的轴转动，当两测孔所指示的压力相等时，两孔的对称中心就与流动方向一致。这时相对于一定的参考方向(初始位置)就可以决定流动方向角。（2）不对向测量——将两孔的对称轴固定在某一参考方向，测量两孔的压力差，根据校正曲线(两孔压差与流动方向的关系)确定

5、流体方向。13第2节二维流场中流动方向的测量L型及U型探针14第2节二维流场中流动方向的测量圆柱三孔式探针测量流体总压测量流动方向15第2节二维流场中流动方向的测量16（a）球形（b）尖劈形（c）普通圆柱形（d）发散圆柱形（e）聚合圆柱形第2节二维流场中流动方向的测量17球形三孔测速管构造1-赤道面；2-子午面；3-三孔感压球形探头；4-接管；5-干管；6-传压管；7-分度盘；8-指针；9-锁紧螺钉；10-键槽；11-接嘴第2节二维流场中流动方向的测量18第3节三维流场中流动方向的测量1、四孔圆柱探针2,3,4——方向孔1——总压孔19第3节

6、三维流场中流动方向的测量2、五孔球形探针20第3节三维流场中流动方向的测量21第3节三维流场中流动方向的测量22第3节三维流场中流动方向的测量23第3节三维流场中流动方向的测量24其他流速测量方法一．机械法测量流速1．种类：翼式、杯式杯式翼式适用范围：以前：风速范围为15—20m/s以内，只能测量流速的平均值，不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指示。目前：测速范围为0.25—30m/s，并且可测量流速的瞬时值。可将叶轮的转速转换成电信号。252.测量原理空气通过转杯时，推动叶片转动。根据叶片的角位移推算流过的空气量2627AVM-03风速计风

7、速计檔位测量范围分辨率误差M/S0.3-45.00.1±3%or0.1位KNOTS0.6-88.00.1±3%or0.1位ft/min60-880010±3%or10位Km/hr1-140.00.1±3%or0.1位温度(AVM-03)℃0-600.1±0.8温度(AVM-03)℉32-1400.1±1.528第4节热线风速仪工作原理：用恒定电流对热丝加热时，由于流体对热线有冷却作用，而流体冷却能力随流速的增大而加强，因此，可根据热线温度的高低(即热丝电阻值的大小)来测量流体的速度，这便是等电流法测量流体流速的原理。如果保持热线的温度一定(即

8、电阻一定)，则可建立热线电流和流体速度的关系，这也就是等温法的原理。29第4节热线风速仪30第4节热线风速仪31第4节热线风速仪32第4节热线风速仪33第4节热线风