气流速度测量 上

三种风速测量仪介绍及其原理测量仪工作原理1、热式风速仪将流速信号变化为电信号的一种测速仪器，也可测量流体温度或密度。

其原理是，将一根通电加热的细金属丝（称热线）置于气流中，热线在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致热线温度变化而引起电阻变化，流速信号即变化成电信号。

它有两种工作模式：①恒流式。

通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻更改，因而两端电压变化，由此测量流速。

②恒温式。

热线的温度保持不变，如保持150℃，依据所需施加的电流可度量流速。

恒温式比恒流式应用更广泛。

热线长度一般在0.5～2毫米范围，直径在1～10微米范围，材料为铂、钨或铂铑合金等。

若以一片很薄（厚度小于0.1微米）的金属膜代替金属丝，即为热膜风速仪，功能与热丝相像，但多用于测量液体流速。

热线除一般的单线式外，还可以是组合的双线式或三线式，用以测量各个方向的速度重量。

从热线输出的电信号，经放大、补偿和数字化后输入计算机，可提高测量精度，自动完成数据后处理过程，扩大测速功能，相像时完成瞬时值和时均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流参数的测量。

热线风速仪[1]与皮托管相比，具有探头体积小，对流场干扰小；响应快，能测量非定常流速；能测量很低速（如低达0.3米／秒）等优点。

当在湍流中使用热敏式探头时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的精准性。

在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式探头。

以上现象可以在管道测量过程中察看到。

依据管理管道紊流的不同设计，甚至在低速时也会显现。

因此，风速仪测量过程应在管道的直线部分进行。

直线部分的起点应至少在测量点前10D（D=管道直径，单位为CM）外；尽头至少在测量点后4D处。

流体截面不得有任何遮挡（棱角，重悬，物等）。

2、叶轮风速仪风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个靠近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。

局部排气设施控制气流速度检测与评估技术规范1. 导言本文档旨在为局部排气设施控制气流速度的检测与评估提供技术规范。

通过合理的气流速度控制，可以有效减轻有害气体或粉尘在工作场所中的扩散，保护工作人员的健康与安全。

2. 术语与定义- 局部排气设施：指在工作场所中设置的用于排放有害气体或粉尘的设备或系统。

- 气流速度：指空气在局部排气设施中的流动速度。

- 检测：对局部排气设施中气流速度进行测量的过程。

- 评估：根据检测结果对局部排气设施的气流速度进行评价和判定的过程。

3. 技术要求- 3.1 检测方法- 3.1.1 检测应在正常工作状态下进行，确保测量结果准确可靠。

- 3.1.2 可选的检测方法包括：激光速度测量、多孔板测量、风洞试验等。

- 3.1.3 检测仪器应经过校准并具备合法有效的检测报告。

- 3.2 检测标准- 3.2.1 局部排气设施的气流速度应符合国家或行业相关标准的要求。

- 3.2.2 如无相关标准规定，可参考国际通用标准或行业最佳实践进行评估。

- 3.3 评估结果- 3.3.1 根据检测结果，对局部排气设施的气流速度进行评价和判定。

- 3.3.2 如气流速度不符合要求，应采取相应措施进行调整或改进。

4. 检测与评估记录- 4.1 检测记录- 4.1.1 对每次检测进行详细记录，包括检测日期、地点、方法、仪器型号、结果等信息。

- 4.1.2 检测记录应保存至少两年，并定期进行备份。

- 4.2 评估记录- 4.2.1 对每次评估进行详细记录，包括评估日期、评估依据、评估结果、改进措施等信息。

- 4.2.2 评估记录应保存至少两年，并定期进行备份。

5. 培训和教育- 5.1 相关人员应接受必要的培训和教育，了解本技术规范的要求和操作方法。

- 5.2 培训和教育内容包括检测方法、标准要求、检测仪器的使用等。

6. 维护与监督- 6.1 局部排气设施应定期进行维护和保养，确保其正常运行和气流速度的控制效果。

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。

流体力学实验装置的流速测量技术在流体力学实验中，流速的测量是非常重要的，因为流速的准确测量可以帮助研究人员更准确地分析流体力学特性，进而达到预期的实验效果。

在本文中，将介绍一些常用的流速测量技术及其在流体力学实验装置中的应用。

1. 热线法热线法是一种常用的流速测量技术，通过在流体中放置一个细小的热线传感器，利用传感器的电阻随温度变化的特性来测量流速。

当流体通过热线传感器时，传感器的温度会随流体速度的变化而变化，通过测量温度的变化，可以计算出流速的大小。

在流体力学实验中，热线法通常应用于小流速范围的流速测量，例如气体中的气流速度。

由于热线传感器体积小、响应速度快，并且对流体的干扰小，因此在一些需要高精度的实验中特别受到欢迎。

2. 风琴管法风琴管法是另一种常用的流速测量技术，通过测量流体通过风琴管时产生的声音频率变化来确定流速大小。

当流体通过风琴管时，由于流体速度的变化，管道内部会产生压力波动，这些压力波动会通过风琴管的共振产生声音，其频率与流速成正比。

在流体力学实验中，风琴管法通常应用于液体的流速测量，例如在水力学方面的实验中。

通过风琴管法可以实现对流速的快速测量，特别适用于需要实时监测流速变化的实验。

3. 激光多普勒测速仪激光多普勒测速仪是一种高精度的流速测量技术，通过激光的多普勒效应来实现对流体速度的测量。

激光多普勒测速仪利用激光束对流体中的颗粒进行照射，通过测量颗粒的散射光频率变化来确定流体的速度大小。

在流体力学实验中，激光多普勒测速仪被广泛应用于粒子流体的速度测量，例如在颗粒流动力学实验中。

由于激光多普勒测速仪具有非接触、高精度、高灵敏度等优点，因此在需要对小颗粒流体进行测量的实验中得到了广泛应用。

总的来说，流速的准确测量对于流体力学实验具有重要意义，不同的流速测量技术可以根据实验的需求选择合适的方法。

通过不断地改进流速测量技术，将能更准确地了解流体力学特性，为科学研究和工程应用提供更多有益的信息。

附录 B
（标准的附录）
环境气流速度测定
B1 测定条件
B1.1 在实验设施运转接近设计负荷，连续运行48 h以上进行测定。

B1.2 测量仪器
B1.2.1测量仪器为精密度为0.01以上的热球式电风速计，或智能化数字显示式风速计，校准仪器后进行检测。

B1.2.2 测量仪器应定期检定。

B2 测定方法
B2.1 实验动物饲养设施和动物实验设施，应根据设计要求和使用目的确定动物饲育区和实验工作区，要在区内布置测点。

B2.1.1 一般空调房间应选择放置实验动物用具的具有代表性的位置及室内中心位置布点。

B2.1.2 恒温恒湿设施应选择在离围护结构0.5 m，离地高度1.0 m及室内中心位置布点。

B2.2 测定方法
B2.2.1 检测在洁净试验区或动物饲育区内进行，当无特殊要求时，于地面高度1.0 m处进行测定。

B2.2.2 乱流洁净室按洁净面积≤50 m2至少布置测定5个测点，每增加 20～50 m2增加3～5个位点。

B3数据整理
B3.1 每个测点的数据应在测试仪器稳定运行条件下测定，数字稳定10 s后读取。

B3.2 乱流洁净室内取各测定点平均值，并根据各测点各次测定值判定室内气流速度变动范围及稳定状态。

7。

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。

风速的测试原理风速的测试原理是通过测量风向和风速来对大气中的气体流动进行定量分析和评估。

风速的测试主要包括直接法和间接法两种方法。

直接法是通过安装在气象仪器上的风速计来直接测量风速。

常见的风速计有杯式风速计、热线风速计、超声波风速计和激光多普勒风速计等。

杯式风速计是一种最常用的直接测量方法，它通过在一个开口朝向风向的圆锥形框架上装设三个或四个杯子，通过转动杯子的方法测量风速。

当风吹过杯子时，由于风的作用，杯子开始转动，通过杯子转动的速度和台风之间的关系，可以计算出风速。

热线风速计则是利用热线在空气中传热的原理来测量风速。

热线风速计的原理是利用热敏电阻丝的电阻随温度的变化而变化，通过测量电阻的变化来判断热线的温度，进而计算出风速。

超声波风速计采用了超声波的测量原理，它通过发射和接收超声波来测量风速。

当超声波穿过气流时，其传播速度会受到气流速度的影响，通过计算超声波的传播时间差，就可以推算出风速。

激光多普勒风速计是一种先进的测量方法，它利用激光的多普勒效应来测量风速。

激光多普勒风速计会向大气中发射激光束，当激光束与空气中的颗粒发生散射时，根据多普勒效应可以计算出风速。

除了直接法外，间接法也可以用于测量风速。

间接法是通过测量其他与风速相关的参数，并利用数学模型进行计算来得出风速的估计值。

常见的间接法有动力学法、湍流物理学法和数值预报等方法。

动力学法是通过测量风力对物体的作用力来估算风速。

例如，可以通过测量风对风车叶片的旋转力矩来推算风速。

湍流物理学法是利用湍流现象来估算风速。

湍流是指流体中存在的一种无规则、不断变化的流动状态，其变化是随机的。

通过测量湍流参数，如湍流能量和湍流强度，可以推算出风速。

数值预报是利用大气动力学模型对大气运动进行数值计算来获得风速的估算值。

数值预报方法通过将大气划分成网格，并在每个网格内计算气体在各个方向上的运动状态，从而得到风速的分布。

总结起来，风速的测试原理主要包括直接法和间接法两种方法。