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風速儀的工作原理

日期:2021-05-09 08:37
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摘要:
 
      風速儀其基本原理是將一根細的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風速計稱為“專線”。當流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據強迫對流熱交換理論,可導出專線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關系式。標準的專線探頭由兩根支架張緊一根短而細的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長為2 mm;小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 mm。根據不同的用途,專線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強度,有時用金屬膜代替金屬絲,通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜,稱為熱膜探頭。專線探頭在使用前必須進行校準。靜態校準是在專門的標準風洞里進行的,測量流速與輸出電壓之間的關系并畫成標準曲線;動態校準是在已知的脈動流場中進行的,或在風速儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗專線風速儀的頻率響應,若頻率響應不佳可用相應的補償線路加以改善。
      0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個區段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的準確測量;風速儀的轉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果理想;而利用皮托管則可在高速范圍內得到好的結果。正確選擇風速儀的流速探頭的一個附加標準是溫度,通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達+-70C。特制風速儀的轉輪探頭可達350C。皮托管用于+350C以上。





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