熱線風(fēng)速儀的原理和應(yīng)用介紹
熱線式風(fēng)速儀的原理是將一根通電加熱的細金屬絲(稱熱線)置于氣流中,熱線在氣流中的散熱量與流速有關(guān),而散熱量導(dǎo)致熱線溫度變化而引起電阻變化,流速信號即轉(zhuǎn)變成電信號。
熱線風(fēng)速儀有兩種工作模式:
1.恒流式,亦稱定電流法,即加熱金屬絲的電流保持不變,氣體帶走一部分熱量后金屬絲的溫度就降低,流速愈大溫度降低得就愈多;溫度變化時,熱線電阻改變,兩端電壓變化,因而測得金屬絲的溫度則可得知流速的大小。
2.恒溫式,亦稱定電阻法(即定溫度法),改變加熱的電流使氣體帶走的熱量得以補充,而使金屬絲的溫度保持不變(也稱金屬絲的電阻值不變)如保持150℃,這時流速愈大則所需加熱的電流也愈大,根據(jù)所需施加的電流(加熱電流值)則可得知流速的大小。
熱線風(fēng)速儀的主要用途有:
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(yīng)力及兩點的速度相關(guān)性、時間相關(guān)性。
4.測量壁面切應(yīng)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(jù)測得的探頭電阻就可確定溫度),除此以外還開發(fā)出許多專業(yè)用途。
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