第六章流速测量及其仪表

1、第六章第六章 流速测量及其仪表流速测量及其仪表 制冷空调系统中哪些地方需要测量流速？制冷空调系统中哪些地方需要测量流速？ 流体速度是描述流动现象的主要参数。它是一个矢流体速度是描述流动现象的主要参数。它是一个矢量，具有大小和方向。所以在测量流体速度时，既要测量，具有大小和方向。所以在测量流体速度时，既要测量其大小，也要测量其方向。量其大小，也要测量其方向。冷冻水和冷却水流速；冷却塔、风管和室内出回风口风速；制冷剂流速冷冻水和冷却水流速；冷却塔、风管和室内出回风口风速；制冷剂流速第一节第一节 流速测量方法流速测量方法一机械法测量流速：转杯风速仪一机械法测量流速：转杯风速仪利用流体对叶轮或叶片的冲

2、击作用获取流速信号利用流体对叶轮或叶片的冲击作用获取流速信号二散热率法测量流速：热线（球）风速仪二散热率法测量流速：热线（球）风速仪利用发热元件的散热率与流速关系获取流速信号利用发热元件的散热率与流速关系获取流速信号三三.动压法：毕托管动压法：毕托管利用流体的压力或压力差获得流速信号利用流体的压力或压力差获得流速信号四四.激光流速测量激光流速测量利用随流体运动的微粒散射光的多普勒效应获取利用随流体运动的微粒散射光的多普勒效应获取速度信号速度信号一机械法测量流速一机械法测量流速1种类种类：翼式、杯式：翼式、杯式杯式翼式适用范围适用范围：以前以前：风速范围为：风速范围为1520m/s以内，只能测量

3、流速的平均值，以内，只能测量流速的平均值，不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指示。不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指示。目前：目前：测速范围为测速范围为0.2530m/s，并且可测量流速的瞬时值。，并且可测量流速的瞬时值。可将叶轮的转速转换成电信号。可将叶轮的转速转换成电信号。 空气通过转杯时，推动叶空气通过转杯时，推动叶片转动。根据片转动。根据叶片的角叶片的角位移位移推算流过的空气量推算流过的空气量2. 测量原理测量原理二散热率法测量流速二散热率法测量流速原理原理：散热率与流体的流速成正比。：散热率与流体的流速成正比。1热线风速仪热线风速仪测量方法测量方法：恒电流法、恒温法：恒电流法、恒温

4、法1.玻璃球玻璃球 2.电热线圈电热线圈 3.热电偶热电偶 R1粗调电阻粗调电阻 R2细调电阻细调电阻图6-3 热球式热电风速仪原理图2()ReRwfRwwnQQQF TTQI RNudNuab21( )()nwwwfnnI Rab uTTa Fadb Fdbv211()( )()wfwfnwwfwfnnRRTTI R Rab uRRa Fadb Fdbv流体速度是流过热线流体速度是流过热线的电流和热线电阻的电流和热线电阻（热线温度）的函数（热线温度）的函数当气流速度较小，可不考当气流速度较小，可不考虑流体的可压缩性，并认为虑流体的可压缩性，并认为它的密度为常数，建立伯努它的密度为常数，建立伯

5、努利方程：利方程： 三动力测压法测量流速三动力测压法测量流速1 1原理原理 21020jPvP)(02jPPv结论：测出全压和静压即可测得流体流速。结论：测出全压和静压即可测得流体流速。动力测压法基本公式动力测压法基本公式对于可压缩性气体来说，总压和静压之对于可压缩性气体来说，总压和静压之间的关系式为：间的关系式为：)1 (2210vPPj422424MkM在通风空调工程中，气体流速一般低于在通风空调工程中，气体流速一般低于40m/s40m/s，空气温度为空气温度为2020，常温下音速为，常温下音速为343m/s343m/s， 12. 0CVM可压缩性修正系数可压缩性修正系数绝热指数绝热指数马

6、赫数马赫数所以气体的可压缩性程度对于动压的影响很小，所以气体的可压缩性程度对于动压的影响很小，一般情况下可忽略。一般情况下可忽略。（1+1+）=1.0034=1.00342 2静压的测量静压的测量PJ（1 1）测量过程测量过程：（2 2）静压管静压管：用细管弯成：用细管弯成L L形，头部为圆球形，在水平形，头部为圆球形，在水平测量断的表面上均匀布置测测量断的表面上均匀布置测压孔，一般至少为压孔，一般至少为6 6个，另一个，另一端接压力表，用来测量静压。端接压力表，用来测量静压。注意注意：在不影响静压管强度的前提下，减少静在不影响静压管强度的前提下，减少静压管直径压管直径D D，从而减少对气流的

7、影响。，从而减少对气流的影响。测压孔开在距离管柱测压孔开在距离管柱8 810D10D，距离端部，距离端部3 36D6D。使测得的静压不受管柱和端部。使测得的静压不受管柱和端部的影响。的影响。静压管尽可能放置的与气流方向一致，静压管尽可能放置的与气流方向一致，偏离方向应在灵敏度范围之内。偏离方向应在灵敏度范围之内。测压孔一般为测压孔一般为mm1.0mm，太小易堵，太小易堵，太大则加入部分动压。太大则加入部分动压。（3 3）壁面测量静压壁面测量静压 测压孔直接开在管测压孔直接开在管壁上，要求测量孔壁上，要求测量孔附近的壁面要光滑附近的壁面要光滑平整，孔轴要与壁平整，孔轴要与壁面垂

8、直，孔径一般面垂直，孔径一般为为0.5mm0.5mm。3 3总压的测量总压的测量 测量仪器测量仪器：L L形毕托管。形毕托管。（2 2）T T形毕托管形毕托管：迎：迎着流体的开口端测着流体的开口端测量流体的总压，背量流体的总压，背着流体的开口端测着流体的开口端测量流体的静压。一量流体的静压。一般用于测量含尘浓般用于测量含尘浓度较高的空气流速，度较高的空气流速，速度校正系数一般速度校正系数一般为为0.830.830.870.87。例。例如测量烟气流速。如测量烟气流速。四激光多普勒测速技术四激光多普勒测速技术 激光多普勒测速仪是利用随流体运动的激光多普勒测速仪是利用随流体运动的微粒散射光的多普勒效

9、应来获得速度信微粒散射光的多普勒效应来获得速度信息，静止的激光光源发射的激光照射到息，静止的激光光源发射的激光照射到随流体运动的粒子上，同时粒子又将接随流体运动的粒子上，同时粒子又将接收到的光波向外散射，当静止的光接收收到的光波向外散射，当静止的光接收器接收散射光时，光接收器所收到的器接收散射光时，光接收器所收到的散散射光频率射光频率fsfs与与静止光源的光波频率静止光源的光波频率f f0 0之之差与运动粒子的速度成正比。这个差值差与运动粒子的速度成正比。这个差值就叫多普勒频率。就叫多普勒频率。 ssssDveceevffvecvecffff)(000000第二节第二节 流速测量仪表的标定流速

10、测量仪表的标定在校正风洞中用比较法进行标定，它将在校正风洞中用比较法进行标定，它将被标定的仪表测得的数据与标准仪表测被标定的仪表测得的数据与标准仪表测得的数据相比较，就可得出被标定的仪得的数据相比较，就可得出被标定的仪表的修正系数或特性曲线。表的修正系数或特性曲线。一、热线风速仪的标定热线风速仪的标定u热线风速仪的标定的是热线风速仪测头的热线风速仪的标定的是热线风速仪测头的输出电压与流体速度的真实响应关系。输出电压与流体速度的真实响应关系。u标定的方法是在校正风洞中或其他已知流标定的方法是在校正风洞中或其他已知流体流动速度的流场中，对应地在热线风速体流动速度的流场中，对应地在热线风速仪上读出电

11、压仪上读出电压E值，做出值，做出E-u标定曲线。标定曲线。二、二、 测压管的标定测压管的标定测压管标定的主要目的是为了确定测压测压管标定的主要目的是为了确定测压管的校正系数、方向特性、速度特性等管的校正系数、方向特性、速度特性等内容。内容。1. 总压管的标定总压管的标定l总压管要标定的是总压管的校正系数以及在不总压管要标定的是总压管的校正系数以及在不同流速时，总压管对流动偏斜角的不灵敏性。同流速时，总压管对流动偏斜角的不灵敏性。000ppK2. 静压管的标定静压管的标定l静压管要标定的是：静压管要标定的是：l静压管在零偏斜角时，静压管的校正系数或速静压管在零偏斜角时，静压管的校正系数或速度特性，以鉴定静压孔对气流静压的感受能力度特性，以鉴定静压孔对气流静压的感受能力l在不同流速时，静压管对气流方向变化的不灵在不同流速时，静压管对气流方向变化的不灵敏性敏性3. 毕托管的标定毕托管的标定l毕托管要标定的是毕托管的校正系数以及在毕托管要标定的是毕托管的校正系数以及在不同流速时，毕托管对流动偏斜角的不灵敏不同流速时，毕托管对流动偏斜角的不灵敏性性00ppppKu4. 测压管的标定方法测压管的标定方法l测压管的标定是在