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流速测量测压管与测速技术热线热膜风速仪激光多普勒测速技术粒子图像测速技术6.0 概述气流速度是热力机械中工质运动状态的重要参数之一。
速度是矢量，它具有大小和方向。
测量气流速度的很多，但在热能动力方面，目前世界上最常用的方法还是空气动力测压法，其典型仪器就是各种测压管。
按用途，测压管可分为总压管、静压管、动压管、方向管和复合管。
伯努利方程是最基本的方程。
伯努利方程对同一条流线有效，只有在进口均匀的流场中才对整个流场有效6.1 测压管与测速技术气流速度测量平面气流测量空间气流测量6.1.1 气流速度测量气体流速低，不考虑其可压缩性；气体流速高，需要考虑可压缩性。
式中ε为气体的压缩性修正系数，它表示了气体的压缩效应的影响。
1．L型动压管(皮托管)考虑气体的压缩效应，有皮托管的结构2. T型动压管总压和静压分别由管口迎着气流方向和背着气流方向的管子引出。
优点：结构简单，制造容易，横截面积小；缺点：不敏感偏流角小，轴向尺寸大，不适于在轴向上速度变化较大的场合应用。
3. 笛型动压管主要用于测量大尺寸流道内的平均动压，以得到平均流速。
按一·定规律开孔的笛形管垂直安装在流道内，小孔迎着气流方向，得到气流的平均总压。
静压孔开在流道壁面上，与笛形管一起组成了笛形动压管。
在保证刚度的前提下，笛形管的直径d要尽量小，常取d/D＝0.04~0.09。
总压孔的总面积一般不应超过笛形管内截面的30％。
6.1.2 平面气流测量平面气流的测量包括气流方向的测量和气流速率的测量。
测量气流速度的依据是不可压缩理想流体对某些规则形状物体的绕流规律。
常用的测压管有二元复合测压管和方向管。
为了准测出气流的方向，要求方向管或复合管对气流方向的变化尽量敏感，这恰恰与总压管、静压管的要求相反。
常见类型1. 圆柱三孔型复合测压管圆柱体上沿径向钻三个小孔，中间的总压孔的压力由圆柱体的内腔引出，两侧方向孔的压力由焊接在孔上的针管引出。
结构简单．制造容易，使用方便，应用广泛。
测量风速的方法X曦计算机科学与技术10级1班高空风观测测量近地面直至30公里高空的风向风速。
通常将飞升气球作为随气流移动的质点，用地面设备（经纬仪或雷达）跟踪气球的飞升轨迹，读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距，确定其空间位置的坐标值，可求出气球所经过高度上的平均风向风速。
高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。
其测量方法有：一．利用示踪物随气球漂浮，观测示踪物位移来确定空中的风向和风速；常用测风气球作为气流示踪物，使用地点跟踪设备观测其运动轨迹，测定其在空间各个时刻的位置，再用图解法、解析法或矢量法确定相应大气层中的平均风向、风速。
气球空间位置的确定需要测定三个参数：仰角δ、方位角α和球高H。
测风经纬仪是一种跟踪观测和测定空中测风气球仰角、方位角的光学仪器。
在实际测量中，可以采用单经纬仪测风，也可采用双经纬仪测风（基线测风法）。
其中后者准确度较高，可用来鉴定其它测风方法的准确性，但这种方法的观测和计算较复杂。
用双经纬仪测风计算高度时，可采用投影法（包括水平面投影法、铅直面投影法和矢量投影法）。
二．利用大气中的质点或湍流团块与无线电波、声波、光波的相互作用，由多普勒效应引起的频率变化推算空中的风向、风速；在我国，目前主要采用59型探空仪和701型二次测风雷达组成59—701高空探测系统，进行高空温、压、湿、风的综合测量。
三．利用系留气球、风筝、飞机、气象塔等观测平台，使测风仪器安置在不同高度上，根据气流对测风仪器的动力作用来测量空中的风向、风速。
导航测风就是借助导航台信号，由气球携带的探空仪自身确定其位置，并将位置信号、气象资料信号一起发回基站，然后在基站进行处理，计算高空风的方法。
近地面层以上大气风场的探测。
通常用气球法测风。
高空风探测也是气象飞机探测、气象火箭探测、大气遥感的内容之一。
气球法测风是把气球看作随气流移动的质点，用仪器测量气球相对于观测点的角坐标、斜距或高度，确定它的空间位置和轨迹；根据气球在某时段内位置的变化,就可以简易地算出它的水平位移,从而求出相应大气层中的平均水平风向、风速。
成绩西安交通大学实验报告课程： 实验日期 年 月 日 专业班号 组别 交报告日期 年 月 日 姓名学号报告退发 （订正、重做） 同组者教室审批签字实验六 气流速度测量实验实验目的1. 通过实验，掌握利用空气动力探针测量风管内气流速度的方法，以及相关仪器仪表的使用。
2. 通过实验，掌握毕托管和三孔探针测量气流速度的原理，并了解其结构。
实验装置简图原始数据用毕托管测量气体流速符号 名称 单位 1 2 3 4 5 6 7 8 h 0 中孔与大气压差 Pa 1495.7 1485.9 1471.2 1505.4 1525.0 1554.3 1583.6 1613.0 Δh 2 中孔与侧孔压差Pa 977.6 884.7 782.0 684.3 596.3 488.8 391.0 293.3 p a 大气压 Pa 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 t环境温度℃23.123.123.123.123.123.123.123.1用三孔探针测量气体流速符号名称单位 1 2 345 6 78Δh 2−1 中孔2与侧孔1压差 Pa 1026.4275977.55782.04 674.5095 596.3055430.122312.816 205.2855Δh 2 中孔2与大气压差Pa 1309.917 1349.019 1368.57 1388.121 1412.55975 1427.223 1466.325 1505.427 p a 大气压 Pa 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 t环境温度℃23.123.123.123.123.123.123.123.1实验名称数据处理毕托管测速数据处理名称 公式单位 12345678气流压力 p =p a +(ℎ0−Δℎ2) Pa 97218.1 97301.2 97389.2 97521.1 97628.7 97765.5 97892.6 98019.7 气流密度 ρ=pR ×(t +273)kg/m 3 1.144 1.145 1.146 1.148 1.149 1.150 1.152 1.153 气流动压 p d =k u ×Δℎ2 Pa 975.59 882.91 780.48 682.92 595.11 487.80 390.24 292.68 气流速度 u =√2p dρm/s41.3039.2736.9134.5032.1929.1226.0322.53注：k u =0.998三孔探针测速数据处理名称 公式单位 1 2 3 4 5 678气流静压p s =Δℎ2−k 0×Δℎ2−1k 0−k 1Pa281.4369.5585.0712.3815.1996.2 1152.9 1299.7气流密度 ρ=p a +p sR ×(t +273)kg/m 3 1.141 1.142 1.145 1.146 1.147 1.150 1.151 1.153气流动压p d =Δℎ2k 0−k 1Pa 1312.5 1346.3 1365.8 1385.3 1409.7 1424.4 1463.4 1502.4气流速度 u =√2p dρm/s 47.96 48.55 48.85 49.16 49.57 49.78 50.42 51.05注：k 0=1,k 0−k 1=0.998毕托管测得气流速度与压差曲线图051015202530354045010020030040050060070080090010001100气流速度(m /s )中控与侧孔压差(Pa)三孔探针测得气流速度与压差曲线图思考题1. 什么是气流压力和气流静压？他们之间有什么关系？气流压力是气流总压，包括动压和静压的两部分，气流压力是气流制止时对制止点壁面造成的压力，气流静压是气流运动时对壁面造成的压力。
风力发电系统中的风速测量技术作者：雷鹏刘文红张帅邱天爽来源：《科技与创新》2015年第21期摘要：风速测量在风力发电系统中影响着风力机组的转速和功率的控制，风速值的准确性将影响整个风机的效率。
首先介绍了几种在风力发电系统中常用的风速测量仪，简述了其原理、结构特点，然后分析了各种风速测量方法的优缺点及适用范围，最后展望了软测量技术在风力发电系统风速测量中的应用前景。
关键词：风力发电；风速测量；声学测风仪；传感器中图分类号：TM614 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.21.009风力发电机是一种将风能转化为电能的能量转换装置，并通过采集外部风速、风向等信息来实时调控发电机的转速和输出功率。
因此，风速值是否准确直接关系到风力发电机能否平稳、高效地输出电能。
风速测量仪必须满足一定的技术标准，以保证测量数据的准确性。
当今主流风机的有效利用风力范围为3～25 m/s，因此测量仪的最大准确测量值应大于25. 由于风力的多变性、不确定性，因此，测量仪的测量值应具有足够的实时性，传感器的反应时间不能低于1 s。
同时，测量仪应该具有足够的机械强度，以尽可能地减少环境对其测量精度的影响。
此外，还要考虑测量仪的经济性、寿命、后期维护费用等问题。
在风力发电系统中，根据传感器测量原理的不同，可以分为机械测风仪、动压式测风仪、热电测风仪、声学测风仪和光学测风仪等。
1 测风仪1.1 机械测风仪机械测风仪是一种应用最广泛、技术较成熟的风速测量仪，主要有风杯式风速仪和旋桨式风速仪两大类。
机械式测风仪的特点是：①结构简单、故障率低；②环境适应能力强，适用于不同气候要求；③测量原理简单，受其他外界因素影响较小；④成本较低，易于维护。
凭借这些优点，机械测风仪在风速测量领域占有主导地位。
机械式测风仪也仍存较多不足之处，主要有：①低风速时测量误差较大；②由于机械转动存在惯性，测量数据滞后，响应速度减缓；③转动部件存在机械损耗，部件易老化。
测风速的实验报告实验三室外风速测量实验三室外风速测量一、实验目的1、了解ZRQF-F智能风速计的原理和结构；2、学会ZRQF-F智能风速计的使用和调整；3、掌握测量室外风速的方法，并利用ZRQF-F智能风速计测量校园的风速。
二、实验设备：ZRQF-F智能风速计三、实验原理热球式风速计是采用量热式原理测量风速的，测量风速的敏感元件为一个热球（热敏电阻），所以也称为热球式风速计。
风速敏感元件通过电流后，温度升高，电阻值增大。
当有气流流过敏感元件时，温度降低，阻值减小。
将电阻值的变化转换成风速量，以数字的形式进行显示。
TY-9900数字微风仪也由探头和电路二部分组成，探头直接暴露在空气中，用阻值的变化反映风速的变化。
四、实验要求1、在校园内选取四个楼房作为测量点，四个楼房处分别测量低处和高处的风速，每个测量点要求测五次，时间间隔一分钟，求平均数。
（其中两个地方用即显即测快速测量，另外两个地方用定时平均风速测量法测，并记录最大最小值）。
2、测量各自电风扇不同档下的风扇的风速，三次求平均。
五、实验内容及步骤实验步骤：1．检查主机和传感器完好无损，将传感器插入传感器插孔内进行连接；2．即显即测快速测量风速：1）将传感器垂直向上放置，顶端螺塞压紧，使探头处于密封状态，开机显示Bj，预热30秒；2）显示D，自动零位补偿结束；如果用户键入6月16日，依次按0616，按确认键，显示消失，再键入小时和分钟，如13点8分，依次按1308，按确认键，显示A——进入功能选择状态，按退出键进入测量；3）将探头拉出测杆，露出热敏元件，将热敏元件放在所测位置，按测量键，显示变化的风速，按H/P键显示值被瞬间保持，读出同一截面五组平均风速值，取其平均值。
4）按退出键，显示A——，按结束键，显示End，结束本次测量并记忆结果，按退出，显示D，可以移到新的测量点，键入新的日期进行测量，按关键，关机。
3．定时平均风速测量：1）将传感器垂直放置，顶端螺塞压紧，使探头处于密封状态，开机显示Bj，预热30秒；2）显示d，自动零位补偿结束；如果用户键入6月16日，依次按0616，按确认键，显示消失，再键入小时和分钟，如13点8分，依次按1308，按确认键，显示A——进入功能选择状态，按退出键进入测量；3）用户选择定时测量，按定时键，显示YH，顺序键入时间间隔值；4）将探头拉出测杆，露出热敏元件，将热敏元件放在所测位置，按测量键，显示CL——，进行测量，定时时间到，显示平均值，按确认键，显示最大值，按确认键，显示最小值；5）按测量，开始下一点的测量，重复步骤（4），按结束键，显示本次测量中全部数据的平均值，按确认键，显示本次测量中全部数据的最大值，按确认键，显示本次测量中全部数据的最小值，按确认键，显示End，结束本次测量，并记忆，按退出，显示D，可以键入新的日期进行测量，按关键，关机。
