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热线风速仪定义.
2021-05-10  浏览:4
    热线风速仪

    热线风速仪(HotwireAnemometer,简称HWA),发明于20世纪20年代。其基本原理是将一根细的金属丝放在流体中,通电流加热金属丝,使其温度高于流体的温度,因此将金属丝称为“热线”。当流体沿垂直方向流过金属丝时,将带走金属丝的一部分热量,使金属丝温度下降。根据强迫对流热交换理论,可导出热线散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式(D3.4.4a)

    上式称为金(L.V.King,1914)公式,R、I分别为热线的电阻和流过的电流强度,ΔT为热线与流体的温度差,A、B为与流体和热线有关的物理常数。考虑到热线材料的电阻温度特性,(D3.4.4a)式可化为(D3.4.4b)

    上式中U为热线的输出电压,A’,B’为与热线的电阻温度系数有关的物理常数,由实验确定。这样通过测量热线两端的电压,即可确定流速。

    标准的热线探头由两根支架张紧一根短而细的金属丝组成,如图2.1所示。金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm,长为2mm;最小的探头直径仅1μm,长为0.2mm。根据不同的用途,热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度,有时用金属膜代替金属丝,通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜,称为热膜探头,如图2.2所示。热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的,测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线;动态校准是在已知的脉动流场中进行的,或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号,校验热线风速仪的频率响应,若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。