热工测试技术第5章 流体速度及速度测试技术
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流体流动速度测量1. 引言流体流动速度的测量在科学研究和工程应用中具有重要意义。
流体的速度是指流体中质点在单位时间内通过某一截面的位移量,是流体动力学中的重要参数之一。
流体流动速度的准确测量可以帮助我们深入了解流体运动特性,为相关领域的设计和工程提供重要依据。
本文将介绍一些常用的流体流动速度测量方法及其原理,包括瞬时速度测量、平均速度测量和流速剖面测量。
2. 瞬时速度测量瞬时速度测量是指对流体在某一时刻的流动速度进行准确测量。
常用的瞬时速度测量方法有以下几种:2.1 流体力学方法流体力学方法是最常用的瞬时速度测量方法之一。
通过在流体中放置一根细长的测量探针,可以测量探针所受到的流体阻力,并由此计算出流体的速度。
常用的流体力学方法包括细管测速法、流速计和压力差法。
2.2 光学方法光学方法利用光的传播速度和干涉现象来测量流体的瞬时速度。
常见的光学方法包括激光多普勒测速法和激光干涉测速法。
激光多普勒测速法通过测量流体中散射的激光的频率变化来计算流体速度。
激光干涉测速法则是利用光的干涉现象,通过测量干涉图案的变化来计算流体速度。
2.3 声学方法声学方法是利用声波在流体中传播的时间来测量流体速度的方法。
常见的声学方法包括超声多普勒测速法和声速仪。
超声多普勒测速法通过测量流体中散射的超声波的频率变化来计算流体速度。
声速仪则是通过测量声波在流体中传播的时间来计算流体速度。
3. 平均速度测量平均速度是指在一定时间内流体通过某一截面的平均速度。
常用的平均速度测量方法有以下几种:3.1 流量计流量计是一种常用于测量流体平均速度的仪器。
常见的流量计有涡街流量计、浮子流量计和电磁流量计等。
这些流量计利用流体运动时产生的一些物理量的变化来计算流体的平均速度。
3.2 瞬时速度测量的平均瞬时速度测量方法中得到的一系列瞬时速度可以进行平均运算,得到平均速度。
这种方法适用于瞬时速度变化较小的情况。
4. 流速剖面测量流速剖面是指流体在某一截面上的速度分布情况。
一、概述二、温度的测量三、压力的测量四、湿度和干度的测量五、流速和流量的测量六、热量和热流的测量七、功率的测量1、热工基本量基本热工量有温度、压力、流速、流量、湿度、干度、热量与功率等。
2、热工测量仪表及其组成 1 传感器传感器是仪表与被测对象直接发生联系的部分因此也常称作敏感元件或一次元件。
2 传输器传输器的作用是将传感器的输出信号传输给显示器。
3 显示器热工测量的最终结果通过显示器向人们反映出按测参量的数值和变化也常被称作二次仪表。
3、仪表的一般指标1 仪表的误差绝对误差仪表的指示值与被测参量的真实值的差值。
相对误差绝对误差与被测参量的真实值的比值。
基本误差在规定的正常工作条件下仪表具有的最大绝对误差与仪表的量程范围之比仪表的基本误差是仪表质量的主要指标之一。
2 仪表的量程仪表能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称为仪表量程或测量范围。
3 仪表的精确度精度仪表的精确度是表征仪表指示值与被测真值接近程度的质量指标。
4 仪表的灵敏度灵敏度是衡量仪器仪表质量的另一重要指标其定义为仪表的输出量变化与对应的被测参量输入量变化之比。
5 仪表的分辨率仪表的分辨率也是仪器仪表的重要指标之一。
它表明仪表响应输入量微小变化的能力。
6 仪表的线性度线性度的好环以非线性误差即实际值与理论值之间绝对误差的最大值和仪表量程范围之比的百分数来表示。
7 仪表的重现性在同一测量条件下多次按同—方向使输入信号作全量程范围的变化时对应于同—输入值仪表输山值的一致性程度称为重现性。
1、温度是—个十分重要的热工参量。
从微观上说它反映物体分子运动平均动能的大小而宏观1上则表示物体的冷热程度。
2、测量温度的方法测温方法有很多按照测量体是否与被测介质接触可分为接触式测温法和非接触式测温法两大类。
接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象相接触两者之间进行充分的热交换最后达到热平衡液体玻璃温度计热电偶温度计热电阻温度计等均属于此类。
当用光学高温计、辐射高温计和红外探测器测温时感温元件不与被测对象相接触而是通过辐射进行热交换称为非接触测温法。
注册暖通基础考试热工测试技术部分总结(含考试大纲)1、测量技术的基本知识测量 精度 误差 直接测量 间接测量 等精度测量 不等精度测量 测量范围 测量精度 稳定性 静态特性 动态特性 传感器传输通道 变换器● 测量精度:① 精密度:多次重复测量所得测量值之间接近程度。
随机误差小,精密度高; ② 准确度:表示测量值与被测量真值之间符合程度。
系统误差小,准确度高; ③ 精确度:准确度和精密度的综合反映。
● 测量误差:① 系统误差:遵循特定规律,观测值一个方向偏,重复多次几乎相同,经过校正和处理可以消除误差;② 随机误差:无一定的规律,观测值变化无常(但服从正态分布);③ 粗大误差:人为过失,偶然外界干扰造成的误差。
(观测结果与事实不符,认真操作可以消除误差)● 测量范围:被测量在满刻度的三分之二左右,能提高测量精度。
● 仪表精度:允许误差与量程的比值;去掉%就是精度等级;应用:选表选好表,定级定次级。
● 仪表稳定性:两个指标来表示——稳定度和环境影响系数。
● 静态特性:灵敏度、量程、精度等级、线性度、变差;动态特性:时间常数T 。
2、温度的测量热力学温标 国际实用温标 摄氏温标 华氏温标 热电材料 热电效应膨胀效应测温原理及其应用 热电回路性质及理论 热电偶结构及使用方法 热电阻测温原理及常用材料、常用组件的使用方法 单色辐射温度计 全色辐射温度计 比色辐射温度计 电动温度变送器 气动温度变送器 测温布置技术● 温标三要素:温度计、固定点、内插方程。
● 经验温标:摄氏、华氏(水银做测温介质,受热膨胀原理)● 热力学温标:分子运动停止时温度为绝对零度;和物性无关的温标;热力学温标是一种理论温标,不能付诸实用。
T =t +273.15 ● 国际实用温标(T ):水的三相点温度273.16K ,冰点温度273.15K ; ● 摄氏温标(t ):标准大气压下,水的冰点0℃。
t =59(F −32)● 华氏温标(F ):标准大气压下,纯水的冰点温度为32℉,沸点温度212℉● 热电材料:T 型准确度最高;E 型灵敏度最高;J 型最通用,可在氧化、还原性气氛;S 、B 型不适于还原性气氛。
流体力学实验中的流速测量方法与技巧流体力学实验是研究流体运动性质及其相互关系的重要手段。
在流体力学实验中,流速的测量是一项关键工作,正确的测量方法和技巧能够保证实验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些常见的流速测量方法与技巧。
一、静态压力法静态压力法是流速测量中最基本也是最常用的方法之一。
其原理是根据流体在流速改变时压力的变化来进行测量。
实验中通常使用U型压力计或毛细管压力计作为测量工具,通过测量不同位置的静压差来计算流速。
静态压力法的优点在于原理简单易操作,且适用于多种流体,但是对于非恒定流动和高速流体测量来说准确度相对较低。
二、浮子法浮子法是一种常用的流速测量方法,特别适用于液体中的小流速测量。
浮子法的基本原理是通过观察流体中浮子的移动速度来反推流速。
在实验中,可以通过测量流体引起的浮子垂直位移和时间来计算流速。
这种方法适用于透明流体和低流速条件下,精度较高。
三、紊流产生器法紊流产生器法是一种流速测量方法,适用于需要高精度和高速流动条件的实验。
该方法利用流体在紊流产生器中的流动特性,通过测量不同位置的压力来计算流速。
紊流产生器通常由多个孔径不同的管道组成,使得流体在通过管道时产生紊流。
通过测量不同位置的压力差,可以推算出流速的的变化。
这种方法可用于高精度流速测量以及流态分析的实验。
四、激光多普勒测速法激光多普勒测速法是一种非接触式的流速测量方法,适用于流场内的流速分布和测量点移动的实验。
该方法基于多普勒效应,通过激光束对流体中的颗粒进行照射,然后接收颗粒散射的光信号来测量流速。
激光多普勒测速法的优点在于高精度、非侵入性和对悬浮颗粒和液体的适应性。
然而,该方法的设备较为昂贵,操作也要求精准。
五、喷嘴法喷嘴法是一种通过利用流体在喷嘴中的速度变化来测量流速的方法。
喷嘴法根据流体在收缩截面和扩张截面中速度的变化来推算流速。
实验中,可以通过测量喷嘴出口的压力差、流量以及喷嘴的截面积来计算流速。
这种方法适用于气体或液体的流速测量,但是喷嘴的设计和实验过程需相对复杂。