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風速測量原理與探頭類型

背景知識
流動是指粒子或流體的持續運動例如水流氣流,流速的國際單位制是m/s,根據渦流是否存在,流動可以分為層流和紊流
紊流度
紊流,主要作為房間舒適度的衡量,通過紊流度來表示;
紊流度是體現了流體流動的干涉程度,即不規則的氣流的疊加。
紊流以一個數字來表達,可以用來描述外部流動的質量。紊流度越低,風洞越好。低紊流度的風洞TU 值高達0.5 紊流。風洞不但可以傳遞紊流的特性,同時可以按照一定的相似性傳遞模型與原型的相關性。紊流度描述了氣流平均波動的速度在三個空間軸(X ,Y Z)上的波動情況,密格型的格柵及幕就是用來平衡這些波動的。
紊流度的確定
紊流度由以下參數確定:
首先,應計算平均值,其次是與平均值的偏離,需計入每個單個的測量數據。各偏離量開平方后相加,再除以測量次數。*后,將以上的計算結果開平方即可得到紊流度值(單位:m/s),通常,表示為a %
層流
層流 (拉丁文, lamina= 平整的) 是指液體和氣體在流動過程中無紊流出現,氣流間無混合現象;
 
紊流
紊流(拉丁文, turbulentus– 不確定的或無序的、突變的、混亂的)是指液體和氣體的流動具有很大的擾動。其流態在三維方向上是隨機的,流體無固定的流向。
 
測量原理與類型
熱敏式探頭
熱敏式探頭是基于風冷卻原理。氣流吹過探頭引起溫度變化,通過控制電路保持溫度恒定,電流與流速成正比當熱敏式探頭用于紊流的測量時,發熱元件將與各個方向的氣流接觸換熱。因此,熱敏式探頭比葉輪式更適于紊流的測量將會影響測量。在進行管道內測量時需注意,根據管道的設計不同,紊流即使在低流速下也可能產生。
其影響因素有:
-
空氣壓力
-
溫度(儀器內已作補償)
-
濕度(可以忽略)

葉輪式探頭
葉輪探頭的測量原理是將旋轉運動變成電信號。電感式開關記錄葉片的旋轉,發出一系列脈沖信號,發送給儀器,并將其轉化為流速值。大直徑葉輪探頭(?60mm; ? 100mm)適于測量紊流流動(如格柵出風口)。小直徑葉輪探頭則適合上述所有在管道中的測量,一般管道的橫截面應該大約100倍的探頭橫截面。
?16mm 1的探頭被認為是用途*廣的。其直徑大小剛好既能達到良好的起始反應又能滿足高達60m/s的風速。
其影響因素有:
-
顆粒物

皮托管
皮托管的正面開口測量的是氣流總壓,*終傳入壓力探頭的a端口.其側面開口測量的是氣流的靜壓,*終傳入b 端口。壓差即與風速有關的動壓。
與熱敏式探頭一樣,皮托管也比葉輪式探頭適于紊流的測量。當采用皮托管測量時,平穩的氣流更為合適。
其影響因素有:
-
密度
-
溫度
-
相對濕度
-
**壓力
測量方法
分割法
分割法——適于矩形主管路測量
該種方法不可慮流場分布。速度場內部的矩形截面被平分為等面積測量區域,實際測點即設在該區域的中心部位。
如果流速分布均勻,則可通過少數幾個具有代表性的測點即可完成測量。然而,如果在整個截面上流速分布不均,則需增加測點數。
如每個區域的讀數均可代表周邊區域的流場,則此時的測點數就可以滿足要求了。也就是說,可視為該區域的真實平均流速。

軸心法
軸心法——適于圓形管路測量
將圓形截面劃分為等面積的同心圓,測點即位于同心圓重心軸上。
測量結果的評估是通過算術平均值來計算的。

對數法
對數法——適于圓形管路測量
采用該種方法,必須具有紊流邊界層,而實際上很少有遇到過該類應用。測點至少分布在兩個正交直徑環上,與邊緣的間隔距離按對數遞減。
典型應用
1.檢測送風口風速
2.
檢測風機出口風速
3.
舒適度測量
4.
通風空調系統調試測量

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