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热线风速仪主要与本实验室实验风洞配套使用    时间[ 2010-3-6 13:45:56]

热线风速仪的优点是(1)体积小,对流场干扰小;(2)适用范围广。不仅可用于气体也可用于液体,在气体的亚声速、跨声速和超声速流动中均可使用;除了测量平均速度外,还可测量脉动值和湍流量;除了测量单方向运动外还可同时测量多个方向的速度分量。(3)频率响应高,可高达1 MH z。(4)测量精度高,重复性好。热线的缺点是探头对流场有一定干扰,热线容易断裂。
热线 的主要用途是(1)测量平均流动的速度和方向。(2)测量来流的脉动速度及其频谱。(3)测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性、时间相关性。(4)测量壁面切应力(通常是采用与壁面平齐放置的热膜探头来进行的,原理与热线测速相似)。(5)测量流体温度(事先测出探头电阻随流体温度的变化曲线, 然后根据测得的探头电阻就可确定温度。除此以外还开发出许多专业用途。
2. 风速仪热线的使用
本仪器主要与本实验室实验风洞配套使用。在老师的指导下,学生了解仪器的原理、性能和操作方法,对风洞实验段进行实际测量;经报名参加部分科研项目的测试。
热线hot-wire anemometer
  将流速信号转变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,流速信号即转变成电信号。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,热线电阻改变,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℃,根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)风速仪的金属膜代替金属丝,即为热膜,功能与热丝相似,但多用于测量液体流速。热线除普通的单线式外, 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分量。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,如同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。

 

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