当前课程知识点：工程中的流动测试理论与方法 > 第六章 热线测速原理 > 6.1 热线测速原理 > 6.1 热线测速原理
各位同学大家好
我是天津大学机械工程学院的马兴宇老师
今天我们继续学习工程中
《流动测试理论与方法》
第六讲热线测速原理
今天我们主要向大家介绍
热线风速仪的测速技术概论
和热线风速仪测速技术的原理
热线风速仪就是利用放置在
流场中通电加热的细金属丝的热损失
测量流体速度的仪器
通电加热的细金属丝产生热量
然后被流场中的弱电流带走
从此过程中在一定流速下达到热平衡
如果流速改变热平衡被打破
产生热量的亏损或者累积
金属丝的温度随之改变
破坏了惠斯通电桥的平衡
产生输出的电压
输出的电信号与流场流速有一一对应关系
通过标定
只要测出了电信号就能测出对应的流速
根据设计不同
热线分为恒流式热线和恒温式热线
热线风速仪根据其电路设计的不同
可以分为两大类
第一类
保持热线上的电流不变
通过测量
惠斯通电桥不平衡输出的电压
测量风速成为恒流式热线
第二类利用负反馈补偿电路的方法
保持热线的电阻保持不变
通过测量补偿电路的补偿电压输出
从而测量速度
称为恒温式热线
这是一个热线的模型
我们可以看到热线是由
头部的极细的细金属丝
和两端的金属支架组成
它的尺度非常的小
热线技术具有很多的优点
它的测速范围很宽
从低速流动到高速流动
直至超音速流动都可以测量
热线具有频响高动态响应高的特点
是目前唯一能够测量
KoImogrov
耗散时间尺度测量仪器
热线具有空间分辨率高的特点
能够测量直径一毫米以下微小尺度的流动
通过不同的热线配置
可以实现多个速度分量高频响空间测量
热线的工程应用领域非常广泛
在航空航天
流体力学
化工
能源等领域具有广泛应用
对其他工程科学
具有重要的支撑和提升作用
另一方面
热线也有一些缺点
比如热线属于间接测量装置
每次测量前都必须进行标定
热线属于接触式测量
热线探针对流体有一定的干扰
由于热线采用热平衡原理测试
测试的精度受到被测流体温度的影响
还有热线价格昂贵
很容易损坏
维修比较困难
对于所测的空气和水
其中的洁净度有较高的要求
这是热线测量原理
根据热平衡原理
在通常的情况下
当热线与周围流体介质之间的热交换
处于平衡状态时
电流加给热线的热量
等于热线的热消耗能量
在忽略了热传导热辐射
和自由对流的情况下
热耗散主要取决于强迫对流
再假设热线是无限长
热损耗率仅取决于
垂直于热线方向的速度分量时
上述的热平衡原理可以如有如下公式表示
其中E表示电压U表示 热消耗能量
A和B是需要标定的参数
-1.1 风洞
--1.1 风洞
-第一章 作业
--第一章 作业
-2.1 低速风洞构造与调速
-2.2 直流式风洞构造
-2.3 毕托管教学
-2.4 毕托管测试
-第二章 作业
--第二章 作业
-3.1 什么是流动显示
-3.2 流动显示的原则和作用
-3.3 典型的流动显示技术
-4.1 氢气泡流动显示实验
-4.2 自由淹没射流的流动显示
-4.3 半圆形防波堤流场显示
-4.4 雷诺圆管显示
-4.5 混合层流动显示
-第三章 第四章 作业
--第三章 第四章 作业
-5.1 机翼表面压力分布测量
-5.2 弯道压力分布测量
-6.1 热线测速原理
-第六章 作业
--第六章 作业
-7.1 单丝探针标定
-第七章 作业
--第七章 作业
-8.1 为什么要对湍流进行统计平均研究
-8.2 湍流的经典平均方法
-8.3 湍流高阶统计平均量
-8.4 湍流现代平均方法
-第八章 作业
--第八章 作业
-9.1 流体力学实验相似准则
-9.2 其他相似准则
-第九章 作业
--第九章 作业
-10.1 热电偶测温原理
-10.2 热电偶的四条基本定律
-10.3 热电偶常用材料
-10.4 热电偶测温系统
-第十章 作业
--第十章 作业
-11.1 热电阻测温原理
-11.2 标准铂电阻温度计
-11.3 热电阻的类型及特点
-11.4 常用热电阻元件
-11.5 热敏电阻
-第十一章 作业
--第十一章 作业
-12.1 辐射测温的特点与类型
-12.2 全辐射测温法与亮度测温法
-第十二章 作业
--第十二章 作业
-13.1 其他测温法
-第十三章 作业
--第十三章 作业
-14.1 光学测量的基本原理
-14.2 激光原理
-14.3 高速摄影
-14.4 CCD和CMOS技术的应用
-第十四章 作业
--第十四章
