第一章 流动测试技术概述
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流动测速原理
流动测速原理是指通过测量流体在管道中的流速来确定流体速度的一种方法。
常用的流动测速原理有多种,下面介绍其中的几种原理。
1. 管道流量计:利用管道内的流体流动产生的压力差来测量流速。
根据伯努利方程,流体在运动过程中,速度越大,其压力越小。
通过安装在管道上的不同压力传感器,可以测量出管道内的压力差,并进而计算出流体的速度。
2. 质量流量计:通过测量单位时间内通过管道截面的流体质量来确定流速。
常用的质量流量计有热物理和热敏原理。
例如,热敏式质量流量计利用热敏电阻来测量流体通过管道时所带走的热量,从而得出流速。
3. 旋涡流量计:利用流体通过管道时形成的旋涡来测量流速。
当流体通过管道时,会在某个位置形成一个或多个旋涡。
旋涡流量计通过检测旋涡的频率和幅度来计算流速。
以上是一些常用的流动测速原理。
它们各有优缺点,适用于不同场合和要求。
例如,在液体流量测量中,可以选择管道流量计或质量流量计;在气体流量测量中,旋涡流量计常被使用。
具体选择何种原理,需要结合实际情况进行考虑。
物理实验技术的流体流动测试方法与技巧分享引言:物理实验技术在科研和工程领域中起着不可忽视的作用。
流体力学是物理学的重要分支,涵盖了广泛的研究领域,如流动的测量和分析。
本文将讨论物理实验技术中流体流动测试的方法和技巧,并分享一些经验。
一、流体流动的基本理论流体流动是研究流体在时间和空间上变化的过程。
了解流体流动的基本理论对于设计和实施流体流动测试至关重要。
分析流体流动可以采用多种方法,如雷诺数、涡量分析和动量方程等。
研究者应根据具体实验需求和流体性质选择适当的理论方法。
二、流体流动测试的设备和工具1. 流速测量装置:流速是流体流动的关键参数之一,因此选择合适的流速测量设备至关重要。
常用的测量设备包括流速计和测速仪表。
其中,热膜测速仪和激光多普勒测速仪是最常用的测速仪表。
2. 压强测量设备:在流体流动中,压强是另一个重要的参数,可以帮助研究者了解流体流动的压力变化。
压强测量设备应根据流体性质和实验条件的不同选择合适的压力传感器。
3. 流场可视化装置:实验过程中的流场可视化是帮助研究者观察和分析流体流动的重要手段。
常用的流场可视化方法包括颜色标记法、激光干涉和高速摄影等。
选择适当的流场可视化方法可以帮助研究者更好地理解流体流动的特性。
三、流体流动测试的技巧与挑战1. 实验环境控制:流体流动实验需要控制实验环境的温度、湿度和压力等参数,以确保实验结果的准确性和可重复性。
研究者应根据实验要求选择适当的实验室设备和环境控制方法。
2. 液体参数调节:对于液体流动测试,研究者需要调节液体的粘度、密度和表面张力等参数。
通过调节液体参数,研究者可以模拟真实的流体流动环境,从而获得更准确的实验结果。
3. 流体流动模型设计:为了更好地研究流体流动,研究者可以设计合适的流体流动模型。
流体流动模型的设计应考虑到流体性质、流动速度和流动方向等因素。
通过合理设计流体流动模型,研究者可以更好地控制和观察流体流动的各个参数。
4. 数据处理与分析:对于流体流动测试结果的处理和分析是重要的一步,可以通过图像处理、统计学方法和计算模拟等手段进行。
流动测速原理
流动测速原理是一种通过测量流体流动速度来确定流速的方法。
它是基于质量守恒原理和能量守恒原理,利用流体的动力学性质来进行测量。
具体原理如下:
1. 测量装置通常包括一个装置或管道,其中流体流动。
在这个装置的某个位置(通常是管道的特定截面或装置的入口或出口处),放置一个传感器。
2. 传感器可以采用不同的工作原理,如压力传感器、旋转传感器、热敏传感器等。
传感器的工作原理决定了它测量流速的方式。
3. 传感器测量到的参数与流体流速之间存在一个确定的关系。
这个关系可以通过理论分析或者实验测定得到。
4. 通过对传感器测量到的参数进行处理和分析,可以计算出流体的流速。
需要注意的是,不同的流速测量方法具有不同的原理和测量精度,因此在具体应用中需要根据实际情况选择合适的方法。
同时,测量时还需要考虑流体的性质、流动方式、压力、温度等因素的影响,并进行相应的修正和校正,以提高测量的准确性和可靠性。
流动测试技术简介摘要:水利工程是国民经济的基础设施,水泵是水利工程中最重要的组成部分。
提高水泵效率,有利于节约能源,提高经济效益。
因此,知晓泵内流体的流动特性,流速分布尤为重要。
水泵几何结构及内部流动的复杂性,对内部流动的测量技术提出了苛刻的要求。
本文就水泵内部流场测试常用的三种现代测试方法进行总结介绍。
关键词:流动测试技术;五孔探针;LDV ;PIV1、三种测量技术介绍1.1 五孔探针技术探针测定恒定流场,其稳定性好、重复性好,对现场条件要求不高,适应性好,设备费用低,简便易行,测量精度高。
虽然近年来出现了许多现代流场测定方法,但探针在流场压力测定和条件复杂的现场流场测定方面,以及其简便易行的特点仍具有不可替代的地位。
1.1.1 五孔探针测流场原理毕托管的构造如图1所示,由图可以看出这种毕托管是由两根空心细管组成。
细管1为总压管,细管2为测压管。
量测流速时使总压管下端出口方向正对水流流速方向,测压管下端出口方向与流速垂直。
在两细管上端用橡皮管分别与压差计的两根玻璃管相连接。
图1 毕托管示意图如图,毕托管有两根细管。
一管孔口正对液流方向,90°转弯后液流的动能转化为势能,液体在管内上升的高度是该处的总水头gv g P Z 22++ρ;而另一根管开口方向与液流方向垂直,只感应到液体的压力,液体在管内上升的高度是该处的测压管水头(就是相应于势能的那部分水头)gP Z ρ+,两管液面的高差就是该处的流速水头g v 22,量出两管液面的高差H ∆,则H gv ∆=22,即H g v ∆=2,从而间接地测出该处的流速V 。
五孔探针应用该原理,利用头部感应部位上的五个感应孔,测量系统如图2所示,不仅可测出流场的流速分布,还可测出测点的静压、全压分布,根据轴向速度对面积的积分,即可间接测出测量断面的流量[1-3]。
图2 五孔探针测量系统1.1.2 提高测量精度的措施及误差分析1.1.2.1 测量系统选择探针系统的组成对针孔压差测量反应时间和测量误差有很大影响。
现代测量方法的比较马丽 M120721摘要:由于离心泵特殊的几何结构及复杂的内部流动,现在对内部流动的实验测量技术提出了更苛刻的要求,要求具有较高的频率响应特性、微型化和高速数据采集与处理系统,要求能够进行多点、多相、空间、瞬态测试。
现对适用于离心泵内部流场测试的现代测试方法进行总结介绍。
叶轮机械及离心泵内部流动测量技术主要有非光学测量技术和流动显示技术。
非光学测量技术主要包括探针和热线热膜技术,如多孔探针、旋转探针、热线热膜风速仪(HWFA,Hot Wire and Film Anemometry)和涡量探针等,缺点是:探针和热线/热膜的介入会扰动真实流场,需配置复杂的遥测技术将采集信号从转子传递到静止参考系。
流动显示技术有传统的流场显示技术和现代流场显示技术,而传统的流动显示技术又可分为壁面显迹法、丝线法、示踪法和光学法四类,具体有氢气泡法、彩色氦气泡法、油流法、丝线法、阴影法、纹影法、干涉法等。
由于工程的迫切需要,随着光纤技术、芯片技术、激光技术、数字信号处理技术、图像图形处理技术、计算机处理技术日益成熟和完善,流动显示技术得到新的发展,产生了高响应、非接触的现代流动显示技术,包括激光多普勒测速(LDV,Laser Doppler Veloeimetry)技术、相位多普勒(PDPA,Phase Doppler Particle Analyer)技术、粒子图像测速(PIV, Particle Image Velocimetry)技术、激光诱发荧光(LIF,Laser Induced Fluorescence)技术、激光分子测速(LMV,Laser Molecule Velocimetry)技术和压敏涂层测压(PSP,Pressure Sensitive Paints)技术等[1]。
由于离心泵特殊的几何结构及复杂的内部流动,现在对内部流动的实验测量技术提出了更苛刻的要求,要求具有较高的频率响应特性、微型化和高速数据采集与处理系统,要求能够进行多点、多相、空间、瞬态测试。
流动测试技术简介摘要:水利工程是国民经济的基础设施,水泵是水利工程中最重要的组成部分。
提高水泵效率,有利于节约能源,提高经济效益。
因此,知晓泵内流体的流动特性,流速分布尤为重要。
水泵几何结构及内部流动的复杂性,对内部流动的测量技术提出了苛刻的要求。
本文就水泵内部流场测试常用的三种现代测试方法进行总结介绍。
关键词:流动测试技术;五孔探针;LDV ;PIV1、三种测量技术介绍1.1 五孔探针技术探针测定恒定流场,其稳定性好、重复性好,对现场条件要求不高,适应性好,设备费用低,简便易行,测量精度高。
虽然近年来出现了许多现代流场测定方法,但探针在流场压力测定和条件复杂的现场流场测定方面,以及其简便易行的特点仍具有不可替代的地位。
1.1.1 五孔探针测流场原理毕托管的构造如图1所示,由图可以看出这种毕托管是由两根空心细管组成。
细管1为总压管,细管2为测压管。
量测流速时使总压管下端出口方向正对水流流速方向,测压管下端出口方向与流速垂直。
在两细管上端用橡皮管分别与压差计的两根玻璃管相连接。
图1 毕托管示意图如图,毕托管有两根细管。
一管孔口正对液流方向,90°转弯后液流的动能转化为势能,液体在管内上升的高度是该处的总水头gv g P Z 22++ρ;而另一根管开口方向与液流方向垂直,只感应到液体的压力,液体在管内上升的高度是该处的测压管水头(就是相应于势能的那部分水头)gP Z ρ+,两管液面的高差就是该处的流速水头g v 22,量出两管液面的高差H ∆,则H gv ∆=22,即H g v ∆=2,从而间接地测出该处的流速V 。
五孔探针应用该原理,利用头部感应部位上的五个感应孔,测量系统如图2所示,不仅可测出流场的流速分布,还可测出测点的静压、全压分布,根据轴向速度对面积的积分,即可间接测出测量断面的流量[1-3]。
图2 五孔探针测量系统1.1.2 提高测量精度的措施及误差分析1.1.2.1 测量系统选择探针系统的组成对针孔压差测量反应时间和测量误差有很大影响。