目前市面上用于測(cè)量風(fēng)速的儀器設(shè)備比較多,從而造成了很多用戶不知如何選擇,在此給大家做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹:
從風(fēng)速儀的原理不同來(lái)說(shuō),目前市面上主要有葉輪式風(fēng)速儀,專線式風(fēng)速儀,差壓式風(fēng)速儀(畢托管);
葉輪式風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,主要是通過(guò)風(fēng)速帶動(dòng)葉輪式的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于需要通過(guò)風(fēng)帶動(dòng)葉輪,所以這種風(fēng)速儀有幾個(gè)特點(diǎn):
1)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)需要一定的風(fēng)速以上才能帶動(dòng),通常葉輪式風(fēng)速儀的*小風(fēng)速為0.1m/s;2)葉輪式風(fēng)速儀測(cè)量的是葉輪大小面積的平均風(fēng)速;
3)由于是機(jī)械的傳動(dòng),分辨率很難做到特別低,TSI 5725葉輪式風(fēng)速儀分辨率為0.02m/s;
TSI 5725葉輪式風(fēng)速儀
專線式風(fēng)速儀基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在空氣中,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(fēng)速計(jì)稱為“專線”。當(dāng)流體沿垂直方向流過(guò)金屬絲時(shí),將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據(jù)強(qiáng)迫對(duì)流熱交換理論,可導(dǎo)出專線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。標(biāo)準(zhǔn)的專線探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)高、延展性好的金屬制成。根據(jù)專線式風(fēng)速儀的原理,該類型的風(fēng)速儀有以下特點(diǎn):
1)由于都是電路控制,分辨率可以做的很高,通常為0.01m/s;
2)極其靈敏,可以測(cè)量風(fēng)速低至0的風(fēng)速;
3)注意其結(jié)構(gòu)為流體垂直方向流過(guò)金屬絲,所以有一定的方向性,測(cè)量時(shí)需要將探頭和被測(cè)風(fēng)速大致垂直。為了測(cè)量的方便,TSI 還有專門的可彎折的專線式探頭;
TSI 9535/9545專線式風(fēng)速儀
差壓式風(fēng)速儀(畢托管)是一種測(cè)量壓強(qiáng)的儀器,可用來(lái)測(cè)量流體運(yùn)動(dòng)速度。皮托管由法國(guó)工程師亨利·皮托于十八世紀(jì)初發(fā)明并在十九世紀(jì)中葉由法國(guó)科學(xué)家亨利·達(dá)西改進(jìn)為現(xiàn)在的樣子。皮托管通常用于氣體的流動(dòng)速度。皮托管可用于測(cè)量某給定點(diǎn)的局部速度而不是整條管線的平均速度。
TSI 8715差壓式風(fēng)速儀
*基本的皮托管具有一個(gè)直接處于氣流中的管道??稍诖斯艹溆辛黧w后測(cè)量其壓差;由于管道中并無(wú)出口,流體便在管中停滯。此時(shí)測(cè)量的壓強(qiáng)為流體的滯壓,也稱為總壓。
滯壓本身并不能測(cè)量流體速度,但是伯努利方程指出:
滯壓 = 靜壓 + 動(dòng)壓
可改寫為:
解出速度為:
需要注意的是,此等式僅適用于不可壓縮流體;本等式中:
動(dòng)壓是滯壓和靜壓之差。靜壓通常由機(jī)身側(cè)面的靜壓孔測(cè)得。動(dòng)壓通過(guò)在一密閉容器中的膜片測(cè)得:若膜片一側(cè)的空氣壓強(qiáng)于靜壓相同,另一側(cè)與總壓相同,則膜片的偏轉(zhuǎn)程度與動(dòng)壓成正比。測(cè)得動(dòng)壓后便可測(cè)量風(fēng)速。 從上述的分析中可以得出畢托管的特點(diǎn)為:
1)測(cè)量的為流體中局部點(diǎn)的風(fēng)速;
2)由于畢托管為金屬結(jié)構(gòu),直徑小且可以耐高溫,所以通常用于測(cè)量高溫管道中的風(fēng)速。需要注意的是,當(dāng)用于測(cè)量管道中的風(fēng)速或風(fēng)量時(shí),需要根據(jù)管道的尺寸,按一定的規(guī)則(對(duì)數(shù)分割法)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)風(fēng)速平均得出平均風(fēng)速。