测量风速的方法

合集下载

大气层中的风向和风速测量方法

大气层中的风向和风速测量方法

1.引言大气层中的风向和风速测量对于许多领域都非常重要,例如气象、航空、海洋、环境保护等。

因此,研究和发展具有高精度和高可靠性的风向和风速测量方法具有重要意义。

2.风向测量方法2.1.风向标法风向标法是最简单和最直观的风向测量方法。

它通过观察风向标上的指针或其他标志物的方向来确定风向。

这种方法适用于低空风向测量和风向变化缓慢的情况。

2.2.风袋法风袋法是一种基于气体动力学原理的风向测量方法。

它利用风袋在风中的变形来测量风向。

风袋通常由两个或更多的薄膜构成,它们之间充满了气体。

当风吹过风袋时,其中一个膜会向风口方向凸起,另一个则凹陷。

这种变形可以通过测量两个膜的形态来确定风向。

2.3.旋转杆法旋转杆法是一种基于摩擦力原理的风向测量方法。

它利用一个固定在地面上的杆,杆顶安装有一个旋转的指针或标志物。

当风吹过杆时,风力会使得指针或标志物旋转,其方向指向风的来向,从而确定风向。

3.风速测量方法3.1.热线法热线法是一种基于热传导原理的风速测量方法。

它利用一个细丝电阻作为热线,将其加热到一定温度。

当气体通过热线时,它会带走部分热量,从而降低热线温度。

通过测量热线的电阻变化来计算气体的流速,进而确定风速。

3.2.声波法声波法是一种基于声学原理的风速测量方法。

它利用声波在气体中的传播速度和方向与气体运动速度和方向之间的关系来计算风速。

这种方法需要使用专门的声速计来测量声波的传播速度,因此适用于高精度的风速测量。

3.3.激光多普勒测速法激光多普勒测速法是一种基于激光多普勒效应的风速测量方法。

它利用激光束对气体中的微粒进行散射,并通过测量散射光的频率变化来计算气体的速度,从而确定风速。

这种方法具有高精度和非接触性,适用于远距离和高速风速测量。

4.结论风向和风速是大气层中最基本的气象要素之一,对于许多领域都具有重要意义。

本文介绍了几种常见的风向和风速测量方法,包括风向标法、风袋法、旋转杆法、热线法、声波法和激光多普勒测速法。

风速测量方法

风速测量方法

风速测量方法
一、迎面法,手持风表向正前方伸出,按照路线移动风表,由于面对风流测出值低于实际风速因此测得风速乘以系数是真风速。

V均=1.14V测m/s
二、侧身法,测风员背对巷道壁手持风表向垂直风流方向伸出,按照路线移动风表,测得风速实际大于巷道风速。

V均=KV测m/s K=(S-0.4)/S
1、测量测风地点温度、瓦斯、二氧化碳浓度。

2、用卷尺测量巷道断面,根据巷道的断面形状(矩形、半圆拱形)选择计算方法。

3、根据所测地点的风速,选择合适的风表。

高速大于10 m/s;中速0.5-10 m/s;低速0.3-0.5 m/s。

4、取出风表和秒表,将风表指针和秒表回零,然后使风表迎着风流,并与风流方向垂直,风表空转30秒后同时打开风表和秒表开关,开始测定。

风表距人体0.6-0.8米否则会产生大的误差。

5、选用风表移动路线:可以采用折线法(六线法)、四线法、迂回八线法、12点法、标准线路法等方法之一。

6、测风过程中,风表移动要平稳、匀速,不允许在测量过程中,为了保证在1分钟内走完全过程,而改变风表移动速度。

风表在移动时,测风员要持表姿势应采用侧身法。

7、在一分钟时同时关闭风表、秒表开关,读出表速。

在同一断面处测风不得少于3次,每次的结果误差不应超过5%。

8、根据风表校正曲线的公式计算所测巷道的实际风速。

9、计算所测巷道的实际风速。

计算出现场实际风量。

气象学中的风力的测量和分析方法

气象学中的风力的测量和分析方法

气象学中的风力的测量和分析方法在气象学中,风力的测量和分析是非常重要的,因为风是大气运动的基本要素之一,对天气的形成与变化有着重要的影响。

为了准确地预测天气变化,科学家们提出了一系列的风力测量和分析方法。

本文将介绍一些常见的方法,以及它们的优缺点。

一、风速的测量方法1. 风力计测量法风力计是一种专门用于测量风速的仪器。

它通常包括一个风车,根据风车的旋转速度可以判断风的强弱。

这种方法测量简便,且精度相对较高,适用于风速较小的情况。

然而,当遇到风速较大的情况时,风力计的结构可能无法承受风力,从而导致测量结果不准确。

2. 流体动力学模拟法流体动力学模拟法通过建立数学模型,仿真风场的运动。

这种方法可以模拟不同地点、不同高度的风速分布情况,可以提供详细的风速数据。

然而,由于模拟过程复杂,需要大量的计算资源和较高的专业知识,所以在实际应用中较为局限。

二、风向的测量方法1. 风向标测量法风向标是一种常见的风向测量仪器,它通常由一个旗帜或者箭头构成,指示风的吹向。

这种方法操作简单,价格低廉,适用于简单的风向测量需求。

然而,风向标只能提供风的大致方向,无法提供具体的风向角度。

2. 疏散分析法疏散分析法通过观测某种气味物质在风中传播的方式,来推测风的方向。

这种方法在空气污染控制等领域得到广泛应用。

然而,它对特殊气味物质的要求较高,并且只能提供风的平均方向,不适用于瞬时风向的测量。

三、风力的分析方法1. 风速频率分析法风速频率分析法是通过统计不同风速区间内风向的出现次数,来推测风力的概率分布。

这种方法适用于对大量风速数据进行分析,并可以确定不同风力等级的出现频率。

然而,它只能提供风力的统计特征,无法直接反映具体的风力值。

2. 风场模式分析法风场模式分析法通过观测和分析某一特定时期内的风场分布情况,来推测风力的变化规律。

这种方法可以提供风场的时空分布特征,对于气象灾害的预测和防御具有重要意义。

然而,由于气象系统的复杂性,风场模式分析法需要大量的观测数据和精细的计算模型支持。

风向风速的测试方法

风向风速的测试方法

风向风速的测试方法1. 引言风向和风速是气象学中重要的观测参数,对于气象、航空、能源等领域具有重要的意义。

准确测量风向和风速对于天气预报、飞行安全、风能利用等方面都具有重要的作用。

本文将介绍风向和风速的测试方法,包括常用的仪器设备、测试原理、测试步骤和数据处理方法。

2. 风向测试方法2.1 传统风向标传统的风向标是一种常见的测量风向的工具,通常由一个带有指针的杆状物体和一个标有方向的圆盘组成。

风向标安装在一个固定的支架上,通过风的吹向来指示风的方向。

风向标的精度取决于其制作工艺和安装位置,通常可以达到几度的精度。

2.2 风向传感器风向传感器是一种电子设备,可以实时测量风的方向。

风向传感器通常采用磁敏元件或光敏元件来感知风向,通过与电路连接并输出电信号来表示风向。

风向传感器的精度可以达到几度甚至更高,具有较高的测量精度和稳定性。

2.3 雷达测风仪雷达测风仪是一种先进的风向测量设备,通过发射和接收雷达波来测量风向。

雷达测风仪可以实现对风向的连续监测和高精度的测量,适用于气象、航空等领域对风向要求较高的应用。

3. 风速测试方法3.1 翼型测风仪翼型测风仪是一种常用的测量风速的工具,它利用风的吹动产生的压力差来测量风速。

翼型测风仪通常由多个静压孔和一个压力传感器组成,通过测量静压差来计算风速。

翼型测风仪的测量精度和响应速度较高,适用于多种应用场景。

3.2 热线式风速传感器热线式风速传感器是一种基于热传导原理的风速测量设备,它通过加热丝和测温丝的温度差来计算风速。

热线式风速传感器具有响应速度快、精度高、体积小等优点,广泛应用于气象、环境监测等领域。

3.3 激光多普勒测风仪激光多普勒测风仪是一种高精度的风速测量设备,它利用激光束的多普勒效应来测量风速。

激光多普勒测风仪可以实现对风速的非接触式测量,具有高精度、高分辨率和高响应速度等优点,适用于航空、气象等领域。

4. 测试步骤4.1 风向测试步骤•安装风向测试设备,确保其固定稳定。

测量风速实验报告

测量风速实验报告

一、实验目的1. 掌握风速测量的基本原理和方法。

2. 学会使用数字风向风速表等测量仪器测定风速。

3. 了解风速对环境的影响及其在实际应用中的重要性。

二、实验原理风速是指单位时间内通过某一截面的空气流动速度。

风速的测量通常采用以下方法:1. 皮托管法:通过测量气流对皮托管产生的压力差来计算风速。

2. 风速仪法:使用数字风向风速表直接测量风速和风向。

3. 超声波风速仪法:利用超声波发射和接收原理测量风速。

本实验采用数字风向风速表进行风速测量。

三、实验仪器1. 数字风向风速表(XDEI型)2. 低速风洞(HG-1型)3. 数字压力风速仪4. 皮托管探头5. 数据采集器四、实验步骤1. 实验准备:- 检查实验仪器是否完好,包括数字风向风速表、低速风洞、数字压力风速仪、皮托管探头和数据采集器。

- 熟悉实验原理和仪器操作方法。

2. 风洞运行:- 启动低速风洞,调节风速至10m/s左右。

3. 连接仪器:- 将皮托管的总压测压软管及静压测压软管和数字压力风速仪对应接口连接。

- 将数字压力风速仪电源打开,按功能键使面板切换到压力和速度显示界面。

4. 测量风速:- 将皮托管安装在支架上,使总压管开孔方向与来流方向一致。

- 用数字压力风速仪测量试验段出口气流总压和风速。

- 将手持式数字风向风速表的数据采集、处理与显示部件与风速风向感应部件连接,并把感应部件伸到来流中,测定来流速度和来流方向。

要求三个风杯处于同一水平面上。

5. 改变风速:- 改变风洞来流速度,重复步骤4,测定第二组数据。

6. 室外测量:- 当室外有风时,手持数字风向风速表到室外测定某处风向风速。

7. 实验结束:- 关闭风洞。

- 关闭实验仪器。

五、实验结果与分析1. 室内风速测量结果:| 风速 (m/s) | 总压 (Pa) | 静压 (Pa) | 压差 (Pa) | 风速测量值 (m/s) || :---------: | :-------: | :-------: | :-------: | :---------------: || 10.0 | 500.0 | 450.0 | 50.0 | 10.0 || 15.0 | 600.0 | 550.0 | 50.0 | 15.0 || 20.0 | 700.0 | 650.0 | 50.0 | 20.0 |2. 室外风速测量结果:| 风速 (m/s) | 风向(°) || :---------: | :------: || 8.0 | 30.0 || 12.0 | 45.0 || 16.0 | 60.0 |通过实验,我们发现数字压力风速仪和数字风向风速表测定的风速基本一致,误差在允许范围内。

测量风速的方法

测量风速的方法

测量风速的方法X曦计算机科学与技术10级1班高空风观测测量近地面直至30公里高空的风向风速。

通常将飞升气球作为随气流移动的质点,用地面设备(经纬仪或雷达)跟踪气球的飞升轨迹,读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距,确定其空间位置的坐标值,可求出气球所经过高度上的平均风向风速。

高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。

其测量方法有:一.利用示踪物随气球漂浮,观测示踪物位移来确定空中的风向和风速;常用测风气球作为气流示踪物,使用地点跟踪设备观测其运动轨迹,测定其在空间各个时刻的位置,再用图解法、解析法或矢量法确定相应大气层中的平均风向、风速。

气球空间位置的确定需要测定三个参数:仰角δ、方位角α和球高H。

测风经纬仪是一种跟踪观测和测定空中测风气球仰角、方位角的光学仪器。

在实际测量中,可以采用单经纬仪测风,也可采用双经纬仪测风(基线测风法)。

其中后者准确度较高,可用来鉴定其它测风方法的准确性,但这种方法的观测和计算较复杂。

用双经纬仪测风计算高度时,可采用投影法(包括水平面投影法、铅直面投影法和矢量投影法)。

二.利用大气中的质点或湍流团块与无线电波、声波、光波的相互作用,由多普勒效应引起的频率变化推算空中的风向、风速;在我国,目前主要采用59型探空仪和701型二次测风雷达组成59—701高空探测系统,进行高空温、压、湿、风的综合测量。

三.利用系留气球、风筝、飞机、气象塔等观测平台,使测风仪器安置在不同高度上,根据气流对测风仪器的动力作用来测量空中的风向、风速。

导航测风就是借助导航台信号,由气球携带的探空仪自身确定其位置,并将位置信号、气象资料信号一起发回基站,然后在基站进行处理,计算高空风的方法。

近地面层以上大气风场的探测。

通常用气球法测风。

高空风探测也是气象飞机探测、气象火箭探测、大气遥感的内容之一。

气球法测风是把气球看作随气流移动的质点,用仪器测量气球相对于观测点的角坐标、斜距或高度,确定它的空间位置和轨迹;根据气球在某时段内位置的变化,就可以简易地算出它的水平位移,从而求出相应大气层中的平均水平风向、风速。

风速计使用方法

风速计使用方法

风速计的使用方法如下:1、使用前观察电表的指针是否指于零点,如有偏移,可轻轻调整电表的机械调整螺丝,使指针回到零点;2、将校正开关置于断的位置;3、将测杆插头插在插座上,测杆垂直向上放置,螺塞压紧使探头密封,“校正开关”置于满度位置,慢慢调整“满度调节”旋纽,使电表指针指在满度位置;4、将“校正开关”置于“零位”,慢慢调整“粗调”、“细调”两个旋纽,使电表指针指在零点的位置5、经以上步骤后,轻轻拉衫辩动螺塞,使测杆探头露出(长短可根据需要选择),并使探头上的红点面对对着风向,根据电表度读数,查阅校正曲线,即可查出被测风速;6、在测定若干分后(10min左右),必须重复以上3、4步骤一次,使仪表内的电流得到标准化7、测毕,应将“校正开关”置于断的位置。

首先,当使用风速计时,应确保设备处于稳定状态,避免在风力过大的环境中使用,以防风速计受到损坏。

同时,也要避免将风速计置于潮湿或高温环境中,以保持其精度和稳定性。

其次,对于不同类型的风速计,其使用方法和注意事项也有所不同。

例如,手持式风速计轻便易携,适合进行快速、便携的风速测量。

而固定式风速计则通常安装在特定位置,用于长期、连续的风速监测。

因此,在使用风速计时,应根据实际需求选择合适的类型,并按照其使用说明进行操作。

此外,对于高级用户而言,风速计还可以进行一些复杂的操作和分析。

例如,一些风速计具有数据存储和传输功能,可以将测量数据实时传输到电脑或手机等设备上进行分析和处理。

同时,也可以通过设置不同的测量模式和参数,实现更加精确和个性化的风速测量。

最后,无论使用何种类型的风速计,都应定期进行校准和维护,以确保其测量精度和稳定性。

在使用过程中,如果发现风速计出现异常或故障,应立即停止使用并联系专业人员进行检修和维护。

总之,掌握风速计的正确使用方法和注意事项,可以帮助我们更加准确、高效地测量风速,为各种气象、环保和科研等领域的工作提供有力支持。

测量风速的方法

测量风速的方法

测量风速的方法内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)测量风速的方法张曦计算机科学与技术10级1班高空风观测测量近地面直至30公里高空的风向风速。

通常将飞升气球作为随气流移动的质点,用地面设备(经纬仪或雷达)跟踪气球的飞升轨迹,读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距,确定其空间位置的坐标值,可求出气球所经过高度上的平均风向风速。

高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。

其测量方法有:?一.利用示踪物随气球漂浮,观测示踪物位移来确定空中的风向和风速;?常用测风气球作为气流示踪物,使用地点跟踪设备观测其运动轨迹,测定其在空间各个时刻的位置,再用图解法、解析法或矢量法确定相应大气层中的平均风向、风速。

气球空间位置的确定需要测定三个参数:仰角δ、方位角α和球高H。

测风经纬仪是一种跟踪观测和测定空中测风气球仰角、方位角的光学仪器。

在实际测量中,可以采用单经纬仪测风,也可采用双经纬仪测风(基线测风法)。

其中后者准确度较高,可用来鉴定其它测风方法的准确性,但这种方法的观测和计算较复杂。

用双经纬仪测风计算高度时,可采用投影法(包括水平面投影法、铅直面投影法和矢量投影法)。

二.利用大气中的质点或湍流团块与无线电波、声波、光波的相互作用,由多普勒效应引起的频率变化推算空中的风向、风速;在我国,目前主要采用59型探空仪和701型二次测风雷达组成59—701高空探测系统,进行高空温、压、湿、风的综合测量。

三.利用系留气球、风筝、飞机、气象塔等观测平台,使测风仪器安置在不同高度上,根据气流对测风仪器的动力作用来测量空中的风向、风速。

导航测风就是借助导航台信号,由气球携带的探空仪自身确定其位置,并将位置信号、气象资料信号一起发回基站,然后在基站进行处理,计算高空风的方法。

近地面层以上大气风场的探测。

通常用气球法测风。

高空风探测也是气象飞机探测、、的内容之一。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

测量风速的方法20091343107陈茜茜环境工程09级1班高空风观测测量近地面直至30公里高空的风向风速。

通常将飞升气球作为随气流移动的质点,用地面设备(经纬仪或雷达)跟踪气球的飞升轨迹,读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距,确定其空间位置的坐标值,可求出气球所经过高度上的平均风向风速。

高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。

其测量方法有:一.利用示踪物随气球漂浮,观测示踪物位移来确定空中的风向和风速;常用测风气球作为气流示踪物,使用地点跟踪设备观测其运动轨迹,测定其在空间各个时刻的位置,再用图解法、解析法或矢量法确定相应大气层中的平均风向、风速。

气球空间位置的确定需要测定三个参数:仰角δ、方位角α和球高H。

测风经纬仪是一种跟踪观测和测定空中测风气球仰角、方位角的光学仪器。

在实际测量中,可以采用单经纬仪测风,也可采用双经纬仪测风(基线测风法)。

其中后者准确度较高,可用来鉴定其它测风方法的准确性,但这种方法的观测和计算较复杂。

用双经纬仪测风计算高度时,可采用投影法(包括水平面投影法、铅直面投影法和矢量投影法)。

二.利用大气中的质点或湍流团块与无线电波、声波、光波的相互作用,由多普勒效应引起的频率变化推算空中的风向、风速;在我国,目前主要采用59型探空仪和701型二次测风雷达组成59—701高空探测系统,进行高空温、压、湿、风的综合测量。

三.利用系留气球、风筝、飞机、气象塔等观测平台,使测风仪器安置在不同高度上,根据气流对测风仪器的动力作用来测量空中的风向、风速。

导航测风就是借助导航台信号,由气球携带的探空仪自身确定其位置,并将位置信号、气象资料信号一起发回基站,然后在基站进行处理,计算高空风的方法。

近地面层以上大气风场的探测。

通常用气球法测风。

高空风探测也是气象飞机探测、气象火箭探测、大气遥感的内容之一。

气球法测风是把气球看作随气流移动的质点,用仪器测量气球相对于观测点的角坐标、斜距或高度,确定它的空间位置和轨迹;根据气球在某时段内位置的变化,就可以简易地算出它的水平位移,从而求出相应大气层中的平均水平风向、风速。

在气球的上升过程中,可测得它所经各高度上的风向、风速。

1809年英国J.沃利斯和T.福雷斯特首创测风气球观测高空风。

气球法测风常用光学经纬仪、无线电经纬仪、一次雷达和二次雷达,以及导航系统等。

光学经纬仪测风有单经纬仪测风和双经纬仪测风两种。

单经纬仪只能测定气球的角坐标(方位、仰角)。

气球高度一是根据气球升速(决定于气球净举力、气球大圆周长和地面空气密度)和升空历经的时间来确定。

但由于大气湍流、铅直气流速度和空气密度随高度变化等因素对气球升速的影响,这种方法确定的高度误差大,测风精度低,一般只在数千米高度以下使用。

二是根据无线电探空仪测得的气压、温度和湿度资料,通过计算推得高度。

这种方法测风精度较高。

用双经纬仪测风,是根据位于选定基线两端的两个经纬仪同步观测获得的角坐标值,通过几何图解或计算,得出各高度上的平均风向、风速。

光学经纬仪测风一般只适用于能见度好的少云晴天,夜间必须在气球上挂灯笼或其他可见光源,阴雨天气则只能在可见气球的高度内测风。

无线电经纬仪测风它是利用无线电定向原理,跟踪气球携带的探空发射机信号,测得角坐标数据。

气球所在的高度则由无线电探空仪测量的温、压、湿值算出。

因此无线电经纬仪测风适用于全天候,但当气球低于无线电经纬仪最低工作仰角时,测风精度迅速降低。

雷达测风一次雷达测风是雷达跟踪气球携带的无源反射靶,接收反射靶的反射信号来实现定位并计算风向、风速。

二次雷达测风是跟踪气球携带的工作于应答状态的探空发射机信号来实现定位的。

此法可以获取角坐标和斜距数据,从而计算出高空风,无需依赖无线电探空仪探测的温、压、湿数据计算气球高度。

二次雷达测风当气球低于雷达最低工作仰角时,要放弃仰角数据。

此外,气象多普勒雷达更可测量云中流场的细微结构。

导航测风利用导航系统来测定风。

气球携带微型导航接收机,检出导航信号,并调制探空发射机将信号转发到地面而被接收,根据这些信号,可确定气球的轨迹,并计算出各相应高度上的风速和风向。

如图所示,任意甲、乙两个导航台的导航信号在空间某点被接收时存在时间差,对应不同的等时间差,构成空间一组双曲线族(实线);同理甲、丙两个导航台的导航信号,在空间任意点接收到的等时间差,也在空间形成另一组双曲线族(虚线)。

气球在空间某点测得甲、乙两台的时间差,可以确定它位于一根相对应的双曲线l1上。

同时测得甲、丙两台的时间差后,也可以找到位于另一根相对应的双曲线l2。

l1和l2两根双曲线的交点P,便是气球的地理位置。

根据各时段气球理地位置的水平位移即可计算出高空的风速和风向。

至于气球的高度则由气球上的无线电探空仪测定。

船舶和飞机等活动观测平台通常使用导航测风。

从20世纪60年代开始,气象卫星探测的高空风场(见卫星测风),为观测站稀少地区提供了资料。

地面风的测量风是空气流动时产生的一种自然现象。

空气流动有上下流动和左右流动,上下流动为垂直运动,也叫对流;左右流动为水平运动,也就是风。

风是一个矢量,用风向和风速表示。

地面风指离地平面10─12米高的风。

风向指风吹来的方向,一般用16个方位或360°表示。

以360°表示时,由北起按顺时针方向度量。

风速指单位时间内空气的水平位移,常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。

1805年英国人F·蒲福根据风对地面(或海面)物体的影响,提出风力等级表,几经修改后得下表。

目测风时,根据风力等级表中各级风的特征,即可估计出相应的风速。

蒲福风力等级表32.7 118 64(1)风向测量仪器:风向标是一种应用最广泛的测量风向仪器的主要部件,由水平指向杆、尾翼和旋转轴组成。

在风的作用下,尾翼产生旋转力矩使风向标转动,并不断调整指向杆指示风向。

风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上,以触点式最为简单,风向标带动触点,接通代表风向的灯泡或记录笔电磁铁,作出风向的指示或记录,但它的分辨只能做到一个方位(22.5°)。

精确的方法有自整角机和光电码盘。

(2)风速测量仪器:a)风杯风速表是应用最广泛的一种风速表,由三个(或四个)半球形或抛物形空杯,都顺一面均匀分布在一水平支架上,支架与转轴相连。

在风力作用下,风杯绕转轴旋转,其转速正比于风速。

转速可以用电触点、测速发电机、齿轮或光电计数器等记录。

b)桨叶式风速表是由若干片桨叶按一定角度等间隔地装置在一铅直面内,能逆风绕水平轴转动,其转速正比于风速。

桨叶有平板叶片的风车式和螺旋桨式两种。

最常见的是由三叶式四叶螺旋桨,装在形似飞机机身的流线形风向标前部,风向标使叶片旋转平面始络对准风的来向。

c)热力式风速表是被电流加热的细金属丝或微型球体电阻,放置在气流中,其散热率与风速的平方根成线性关系。

通常在使加热电流不变时,测出被加热物体的温度,就能推算出风速。

热力式风速表感应速度快,时间常数只有百分之几秒,在小风速时灵敏度较高,宜应用于室内和野外的大气湍流实验,也是农业气象测量的重要工具。

常用的仪器有杯状风速计、翼状风速计、卡他温度计和热球式电风速计。

翼状和杯状风速计使用简便,但其惰性和机械磨擦阻力较大,只适用于测定较大的风速。

风速计(anemometer)顾名思义是测量空气流速的仪器。

它的种类较多,气象台站最常用的为风杯风速计,它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分,空杯的凹面都顺向一个方向。

整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上,在风力的作用下,风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。

另一种旋转式风速计为旋桨式风速计,由一个三叶或四叶螺旋桨组成感应部分,将其安装在一个风向标的前端,使它随时对准风的来向。

桨叶绕水平轴以正比于风速的转速旋转。

风速计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。

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2 mm;最小的探头直径仅1μm,长为0.2 mm。

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。

0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。

风速仪的热敏式探头用于0至5m/s的精确测量;风速仪的转轮式探头测量5至40m/s的流速效果最理想;而利用皮托管则可在高速范围内得到最佳结果。

正确选择风速仪的流速探头的一个附加标准是温度,通常风速仪的热敏式传感器的使用温度约达+-70C。

特制风速仪的转轮探头可达350C。

皮托管用于+350C以上。

1、风速仪的热敏式探头风速仪的热敏式探头的工作原理是基于冷冲击气流带走热元件上的热量,借助一个调节开关,保持温度恒定,则调节电流和流速成正比关系。

当在湍流中使用热敏式探头时,来自各个方向的气流同时冲击热元件,从而会影响到测量结果的准确性。

在湍流中测量时,热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式探头。

以上现象可以在管道测量过程中观察到。

根据管理管道紊流的不同设计,甚至在低速时也会出现。

因此,风速仪测量过程应在管道的直线部分进行。

直线部分的起点应至少在测量点前10×D(D=管道直径,单位为CM)外;终点至少在测量点后4×D处。

流体截面不得有任何遮挡。

(棱角,重悬,物等)2、风速仪的转轮式探头风速仪的转轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号,先经过一个临近感应开头,对转轮的转动进行“计数”并产生一个脉冲系列,再经检测仪转换处理,即可得到转速值。

风速仪的大口径探头(60mm,100mm)适合于测量中、小流速的紊流(如在管道出口)。

风速仪的小口径探头更适于测量管道横截面大于探险头横截面貌一新100倍以上的气流。

1、测量平均流动的速度和方向。

2、测量来流的脉动速度及其频谱。

3、测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性、时间相关性。

4、测量壁面切应力(通常是采用与壁面平齐放置的热膜探头来进行的,原理与热线测速相似)。

相关文档
最新文档