关于转子式流速仪两个问题的探讨.docx

1、M。一第19卷第2期1995年6月武汉交通科技大学学报JournalofWuhanTransportationUniversity丁HM上Vol.19No.2June1995关于转子式流速仪两个问题的探讨赃盾德新楼宇娟（武汉交通科技大学船舶及海洋工程系武汉430063）摘宴：通过实验研究了转子式流速仪轴线与源速方向有夹角（偏流角）时，其测量速度预报值与真值之间的误差及瞽连仪用于近水面测量时水面对测精度的影响、美调：旋桨式淹速仪顷或参遍晴用量精度1问题的提出中腰法办号：TV1打.，转子式流速仪是工程上测量流速的常用仪器.其工作原理是当流速仪与流体之间有一定相对速度时，转子受到水动力的作用而旋转，

2、在一定速度范围内.其旋转速度与该相对速度成正比.通过标定来确定比例系数.标定通常是在实触室内品质较好、无自由面干扰的均匀流场中进行、此时流速仪的轴线方向与均匀流场流速的方向保持一致（无偏流角）.但由于在实际应用时.被测流场流速的方向常常不能准确确定.放置流速仪时就可能与流速方向不一致而存在偏流角.这样，所得流速测量值就会存在偏流系统误差.影响测盘精度.另外，当应用流速仪测景近水面流场流速时，因自由水面存在，使之与标定时的环境有本质不同.从而影响到流速仪转速与相对流速之间的比例关系而导致系统误差.本文通过实验研究了上述两个因素导致流速仪测量输出值偏离真值的程度,为今后在工程上遇到此类问题时提供了

3、准确度依据、2实验概况实飨是在长X宽X水深为10mXO.4m：0.45m的水槽中进行.将流速仪固定在水槽壁顶部的拖车上，通过晶闸管直流调速装置控制拖车的速度.拖车速度值则通过跑标方式澳I定.调整流速仪轴线与掩车行进方向的夹角（或调整流速仪的沉深）.便可测得在同一拖车运行速度下,流速仪的输出值与偏流角（或沉深）之间的关系曲线.本次实验采用的流速仪为南京水科院研制的csy直读式多功能流速仪3实验结果及讨论图1为拖车速度为0.36m/s时，流速仪测量输出值«随流速仪沉深h的变化曲线.此处流速仪沉深定义为流速仪转于轴线距水面的水下距离、从图中可见.曲线有显著变化的范幽极收13期-熊蓝魁：男,

4、35岁，讲师武汝交通科技大学学报武汝交通科技大学学报1995年第19卷图1流速仪沉深对输出值的物喧图1流速仪沉深对输出值的物喧小.事实上，当流速仪转子沉深达到5mni时，输出值的偏差仅有6%左右.由于转手直径D=10mm,则在此沉深之前,转Tfj部分出水，因此曲线中也包含了这部分费响.由此可知,只要流速仪叶轮完全淹没.自由水面的影响就极为有限.一般而澄，上述结果应与流速仪的运行速度有关.其规律为速度越高，自由面的影响越显著.消除自由面影响的转子沉深值也就越大.本文由于实验条件所限不能提高拖车速度进行实验，但从螺旋架敝水试验有关结论E知，当螺旋桨桨轴的沉深比号0.625时,常规速度下的自由面影响

5、均可忽略不计.在本实验中，当g=06时流速仪输出值的偏差约为3%.因此在工程应用上可以确定甘20.6为保证测量准确度的沉深值.图中,点为实验值.图2偏血角对旗速仪输出值的*响分量.可见流速仪在有偏流角时的输出并不代表转予轴向上的流速分量,甚至当偏流角已讪90°时，流速仪仍有明显的输出.因此流速仅只能用于测量速度的模值,而不能用于洌鱼速度分a.本项实验是为在“二滩水电站”过木机系统系统模型试验研究中测埴水面加速流场而作的准备工作.通过本项实验.论证了用转F式流速仪测量复杂流场可得到满意的倒最精度.图2是拖车速度为0.36m/s,流速仪沉深为50mm时流速仪测量输出值力随流速仪偏流角。的

6、变化曲线.（图中虚线）.根据前述,此时已无自由面影响.从图中可见.在15°偏流角范闱内,转式流速仪对偏流角并不十分敏感，输出值相差不大，约在3为以内，满足工程精度要求.在具体工程测址中，通过采取诸如丝线法等简单的定向方法是比较容易将偏流甬控制在15°以内的.图中实线表示在该偏流侑下速度在平行于转下轴线方向上的，考文献1张佐序.胡志安.船舶推进.北京：国防工叩出版比，1980.78第2期熊鳌魁等：关于转产式流速仪两个间题的探讨217DiscussionsonTwoProblemso£RotorCurrentMeterXiongAokuiZhanDexinLouYuj

7、uan(DepartmentofNavalArchitectureandOceanEngineering)AbstractThepaperdiscussesexperimentallythecurrentvelocitydivergenceoftheoutputvaluefromtherealonewhentheaxialdirectionofrotorcurrentmeterisnotinaccordancewiththecurrentdirection.and(heinfluenceonthemeasureprecisionwhenarotorcurrentmeterisusedtomeasurecurrentvelocitynearbyfreesurface.Somevaluableconclusionsareo