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風速儀主要用途:
1、測量平均流動的速度和方向;
2、測量來流的脈動速度及其頻譜;
3、測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性;
4、測量壁面切應力(通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的,原理與熱線測速相似);
5、測量流體溫度(事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線,然后根據測得的探頭電阻就可確定溫度。
風速儀是測量空氣流速的儀器。它的種類較多,氣象臺站常用的為風杯風速計,它由3個互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應部分,空杯的凹面都順向一個方向。整個感應部分安裝在一根垂直旋轉軸上,在風力的作用下,風杯繞軸以正比于風速的轉速旋轉。
風速儀的使用方法如下:
1、使用前觀察電表的指針是否指于零點,如有偏移,可輕輕調整電表的機械調整螺絲,使指針回到零點;
2、將校正開關置于斷的位置;
3、將測桿插頭插在插座上,測桿垂直向上放置,螺塞壓緊使探頭密封,“校正開關”置于滿度位置,慢慢調整“滿度調節”旋紐,使電表指針指在滿度位置;
4、將“校正開關”置于“零位”,慢慢調整“粗調”、“細調”兩個旋紐,使電表指針指在零點的位置;
5、經以上步驟后,輕輕拉動螺塞,使測桿探頭露出(長短可根據需要選擇),并使探頭上的紅點面對對著風向,根據電表度讀數,查閱校正曲線,即可查出被測風速;
6、在測定若干分后(10min左右),必須重復以上3、4步驟一次,使儀表內的電流得到標準化;
7、測畢,應將“校正開關”置于斷的位置。
風速儀的基本原理:
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“熱線”。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,可導出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關系式。標準的熱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 ;小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 。根據不同的用途,熱線探頭還做成雙絲、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。熱線探頭在使用前必須進行校準。靜態校準是在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;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,校驗熱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。
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