0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個(gè)區(qū)段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風(fēng)速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的精確測量;風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭測量5至40m/s的流速效果較好;而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到較佳結(jié)果。正確選擇風(fēng)速儀的流速探頭的一個(gè)附加標(biāo)準(zhǔn)是溫度,通常風(fēng)速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達(dá)+-70C。特制風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪探頭可達(dá)350C。皮托管用于+350C以上。
風(fēng)速儀的熱敏式探頭
風(fēng)速儀的熱敏式探頭的工作原理是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量,借助一個(gè)調(diào)節(jié)開關(guān),保持溫度恒定,則調(diào)節(jié)電流和流速成正比關(guān)系。當(dāng)在湍流中使用熱敏式探頭時(shí),來自各個(gè)方向的氣流同時(shí)沖擊熱元件,從而會影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測量時(shí),熱敏式風(fēng)速儀流速傳感器的示值往往高于轉(zhuǎn)輪式探頭。以上現(xiàn)象可以在管道測量過程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設(shè)計(jì),甚至在低速時(shí)也會出現(xiàn)。因此,風(fēng)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點(diǎn)應(yīng)至少在測量點(diǎn)前10×D(D=管道直徑,單位為CM)外;終點(diǎn)至少在測量點(diǎn)后4×D處。流體截面不得有任何遮擋。(棱角,重懸,物等)
風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭
風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭的工作原理是基于把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號,先經(jīng)過一個(gè)臨近感應(yīng)開頭,對轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動進(jìn)行“計(jì)數(shù)”并產(chǎn)生一個(gè)脈沖系列,再經(jīng)檢測儀轉(zhuǎn)換處理,即可得到轉(zhuǎn)速值。風(fēng)速儀的大口徑探頭(60mm,100mm)適合于測量中、小流速的紊流(如在管道出口)。風(fēng)速儀的小口徑探頭更適于測量管道橫截面大于探頭橫截面貌一新100倍以上的氣流。
風(fēng)速儀在空氣流中的定位
風(fēng)速儀在管道內(nèi)氣流流速測量
實(shí)踐證明風(fēng)速儀的16mm的探頭用途廣泛。其尺寸大小既保證了良好的通透性,又能承受更高達(dá)60m/s的流速。 管道內(nèi)氣流流速測量作為可行的測量方法之一,間接測量規(guī)程(柵極測量法)適用空氣測量。
VDI12080提供以下規(guī)程:
風(fēng)速儀在抽氣排氣中的測量
通氣口會極大的變管道內(nèi)氣流相對均衡的分布狀態(tài):在自由通氣口表面產(chǎn)生高速區(qū),其余部位為低速區(qū),并在柵格上產(chǎn)生旋渦。根據(jù)柵格的不同設(shè)計(jì)方式,在柵格前一定距離處(約20cm ),氣流截面較為穩(wěn)定。在這種情況下,通常采用大風(fēng)速儀的口徑轉(zhuǎn)輪進(jìn)行測量。因?yàn)檩^大的口徑能夠?qū)Σ痪獾牧魉龠M(jìn)行平均,并在較大范圍內(nèi)計(jì)算其平均值。
風(fēng)速儀在抽氣孔采用容積流量漏斗進(jìn)行測量:
既使在抽氣處沒有柵格的干擾,空氣流動的路線也沒有方向,并且其氣流截面極不均勻。其原因是管道內(nèi)的局部真空,以漏斗狀把空氣中抽出在氣室中,既使是在距離抽氣很近的區(qū)域內(nèi),也沒有一個(gè)滿足測量條件的位置,可供進(jìn)行測量操作。如采用帶有平均值計(jì)算功能的柵極測量法進(jìn)行測量,并借以確定容積流量法進(jìn)行測量,并借以確定容積流量等,只有管道或漏斗測量法能夠提供可重復(fù)測量結(jié)果。在這種情況下,不同尺寸的測量漏斗可以滿足使用要求。利用測量漏斗可以在片狀閥前一定距離處生成一個(gè)滿足流速測量條件的固定截面,測出定位該截面中心并固定截面,測出定位該截面中心并固定截面,測出定位該截面中心并固定于此。流速測頭得到的測量值乘以漏斗系數(shù),即可計(jì)算出抽出的容積流量。(如漏斗系數(shù)20)
①恒流式。
通過熱線的電流保持不變,溫度變化時(shí),熱線電阻改變,因而兩端電壓變化,由此測量流速;
②恒溫式。
熱線的溫度保持不變,如保持150℃,根據(jù)所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應(yīng)用更廣泛。熱線長度一般在0.5~2毫米范圍,直徑在1~10微米范圍,材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金屬膜代替金屬絲,即為熱膜風(fēng)速儀,功能與熱絲相似,但多用于測量液體流速。熱線除普通的單線式外,還可以是組合的雙線式或三線式,用以測量各個(gè)方向的速度分量。從熱線輸出的電信號,經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī),可提高測量精度,自動完成數(shù)據(jù)后處理過程,擴(kuò)大測速功能,如同時(shí)完成瞬時(shí)值和時(shí)均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數(shù)的測量。熱線風(fēng)速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對流場干擾?。豁憫?yīng)快,能測量非定常流速;能測量很低速(如低達(dá)0.3米/秒)等優(yōu)點(diǎn)。
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