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技術(shù)文章

風(fēng)速測量原理及探頭類型

閱讀：18發(fā)布時間：2025-11-4

流動是粒子或流體的持續(xù)運動

例如

• 水流
• 氣流

流速的國際單位制是m/s

根據(jù)渦流是否存在，流動可以有以下區(qū)別：
• 層流；
• 紊流

紊流度紊流度探頭
紊流，主要作為房間舒適度的衡量，通過紊流度來表示；

紊流度是體現(xiàn)了流體流動的干涉程度，即不規(guī)則的氣流的疊加。

紊流以一個數(shù)字來表達，可以用來描述外部流動的質(zhì)量。紊流度越低，風(fēng)洞越好。低紊流度的風(fēng)洞TU 值高達0.5 ％紊流。風(fēng)洞不但可以傳遞紊流的特性，同時可以按照一定的相似性傳遞模型與原型的相關(guān)性。紊流度描述了氣流平均波動的速度在三個空間軸(X ，Y ，Z)上的波動情況，密格型的格柵及幕就是用來平衡這些波動的。

紊流度的確定
紊流度由以下參數(shù)確定：
首先，應(yīng)計算平均值，其次是與平均值的偏離，需計入每個單個的測量數(shù)據(jù)。各偏離量開平方后相加，再除以測量次數(shù)。*后，將以上的計算結(jié)果開平方即可得到紊流度值(單位：m/s)，通常，表示為 a % 。

層流

層流 (拉丁文, lamina = 平整的) 是指液體和氣體在流動過程中無紊流出現(xiàn)，氣流間無混合現(xiàn)象；

紊流

紊流(拉丁文, turbulentus – 不確定的或無序的、突變的、混亂的)是指液體和氣體的流動具有很大的擾動。其流態(tài)在三維方向上是隨機的，流體無固定的流向。

測量原理與類型

熱敏式探頭型號：

熱敏式探頭是基于風(fēng)冷卻原理。氣流吹過探頭引起溫度變化，通過控制電路保持溫度恒定，電流與流速成正比當熱敏式探頭用于紊流的測量時，發(fā)熱元件將與各個方向的氣流接觸換熱。因此，熱敏式探頭比葉輪式更適于紊流的測量將會影響測量。在進行管道內(nèi)測量時需注意，根據(jù)管道的設(shè)計不同，紊流即使在低流速下也可能產(chǎn)生。

其影響因素有:
- 空氣壓力
- 溫度(儀器內(nèi)已作補償)
- 濕度（可以忽略）

葉輪式探頭，代表型號：

葉輪探頭的測量原理是將旋轉(zhuǎn)運動變成電信號。電感式開關(guān)記錄葉片的旋轉(zhuǎn)，發(fā)出一系列脈沖信號，發(fā)送給儀器，并將其轉(zhuǎn)化為流速值。大直徑葉輪探頭（ ø60mm; ø 100mm）適于測量紊流流動（如格柵出風(fēng)口）。小直徑葉輪探頭則適合上述所有在管道中的測量，一般管道的橫截面應(yīng)該大約100倍的探頭橫截面。

ø16mm 1的探頭被認為是用途*廣的。其直徑大小剛好既能達到良好的起始反應(yīng)又能滿足高達60m/s的風(fēng)速。

其影響因素有:
- 顆粒物

皮托管

皮托管的正面開口測量的是氣流總壓，*終傳入壓力探頭的a端口. 其側(cè)面開口測量的是氣流的靜壓，*終傳入b 端口。壓差即與風(fēng)速有關(guān)的動壓。

與熱敏式探頭一樣，皮托管也比葉輪式探頭適于紊流的測量。當采用皮托管測量時，平穩(wěn)的氣流更為合適。

其影響因素有:
- 密度
- 溫度
- 相對濕度
- 優(yōu)良壓力

測量方法

分割法
分割法——適于矩形主管路測量
該種方法不可慮流場分布。速度場內(nèi)部的矩形截面被平分為等面積測量區(qū)域，實際測點即設(shè)在該區(qū)域的中心部位。
如果流速分布均勻，則可通過少數(shù)幾個具有代表性的測點即可完成測量。然而，如果在整個截面上流速分布不均，則需增加測點數(shù)。
如每個區(qū)域的讀數(shù)均可代表周邊區(qū)域的流場，則此時的測點數(shù)就可以滿足要求了。也就是說，可視為該區(qū)域的真實平均流速。

軸心法
軸心法——適于圓形管路測量
將圓形截面劃分為等面積的同心圓，測點即位于同心圓重心軸上。
測量結(jié)果的評估是通過算術(shù)平均值來計算的。

對數(shù)法
對數(shù)法——適于圓形管路測量
采用該種方法，必須具有紊流邊界層，而實際上很少有遇到過該類應(yīng)用。測點至少分布在兩個正交直徑環(huán)上，與邊緣的間隔距離按對數(shù)遞減。

典型應(yīng)用

1.檢測送風(fēng)口風(fēng)速
2.檢測風(fēng)機出口風(fēng)速
3.舒適度測量
4.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試測量

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