目前市面上主要有葉輪式風(fēng)速儀,熱線式風(fēng)速儀,差壓式風(fēng)速儀(畢托管);
葉輪式風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)比較簡單,主要是通過風(fēng)速帶動葉輪式的轉(zhuǎn)動。由于需要通過風(fēng)帶動葉輪,所以這種風(fēng)速儀有幾個特點:
1)葉輪的轉(zhuǎn)動需要一定的風(fēng)速以上才能帶動,通常葉輪式風(fēng)速儀的最小風(fēng)速為0.1m/s;
2)葉輪式風(fēng)速儀測量的是葉輪大小面積的平均風(fēng)速;
3)由于是機(jī)械的傳動,分辨率很難做到特別低,TSI 5725葉輪式風(fēng)速儀分辨率為0.02m/s;
熱線式風(fēng)速儀基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在空氣中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風(fēng)速計稱為“熱線”。當(dāng)流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據(jù)強(qiáng)迫對流熱交換理論,可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。標(biāo)準(zhǔn)的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬制成。根據(jù)熱線式風(fēng)速儀的原理,該類型的風(fēng)速儀有以下特點:
1)由于都是電路控制,分辨率可以做的很高,通常為0.01m/s;
2)極其靈敏,可以測量風(fēng)速低至0的風(fēng)速;
3)注意其結(jié)構(gòu)為流體垂直方向流過金屬絲,所以有一定的方向性,測量時需要將探頭和被測風(fēng)速大致垂直。為了測量的方便,TSI 還有專門的可彎折的熱線式探頭;
差壓式風(fēng)速儀(畢托管)是一種測量壓強(qiáng)的儀器,可用來測量流體運動速度。皮托管由法國工程師亨利·皮托于十八世紀(jì)初發(fā)明并在十九世紀(jì)中葉由法國科學(xué)家亨利·達(dá)西改進(jìn)為現(xiàn)在的樣子。皮托管通常用于氣體的流動速度。皮托管可用于測量某給定點的局部速度而不是整條管線的平均速度。
最基本的皮托管具有一個直接處于氣流中的管道??稍诖斯艹溆辛黧w后測量其壓差;由于管道中并無出口,流體便在管中停滯。此時測量的壓強(qiáng)為流體的滯壓,也稱為總壓。
滯壓本身并不能測量流體速度,但是伯努利方程指出:
滯壓 = 靜壓 + 動壓
可改寫為:

解出速度為:
需要注意的是,此等式僅適用于不可壓縮流體;本等式中:
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