气流参数测量(精)
气动参数识别资料
]
方法改进主要体现在提高精度和稳定性上
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
5. 气动导纳识别
5.1 气动导纳定义
抖振力时域表达式：Lb(t)
UB 2
[2CLu(t)
(CL'
CD )w(t)]
Db (t)
UB 2 [2CDu(t)
(CL
CD' )w(t)]
M b (t )
抖振力频域表达式：
UB 2
建筑结构
天平测力试验 (Force balance test) 表面测压试验 (Cladding load test) 气弹模型试验 (Aeroelastic model test)
节段模型试验 (Sectional model test) 桥梁结构 拉条模型试验 (Taut strip model test)
|2
Su (w) CM'2
| Mw
|2
Sw ( w)]
气动导纳：χLu,χLw,χDu,χDw,χMu,χMw
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
5.2 简化识别方法
假定： 公式：
| L |2 | Lu |2 | Lw |2 | D |2 | Du |2 | Dw |2 | M |2 | Mu |2 | Mw |2
气弹模型试验 (Aeroelastic model test)
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
1.4 主要试验设备
(1)皮托管测压—平均风速
P st a t i c
P total
Pt
Ps
Pd
P0
1 2
aU
2
Pd
Pt
Ps
1 2
aU 2
气流流形测试方法
气流流形测试方法
气流流形测试是一种用于评估和分析气流模式和特性的实验方法，常应用于航空航天、汽车工业、建筑环境工程以及风洞试验等领域。
该测试方法通过测量和记录气流在特定空间内的速度、压力、温度等参数，来分析和预测气流行为。
气流流形测试通常包括以下步骤：
1. 测试准备：根据测试目的选择合适的测试模型和风洞设施。
布置必要的测量仪器，如皮托管、压力传感器、热电偶等，以获取气流速度、压力和温度等数据。
2. 数据采集：开启风洞，使气流以预定的速度和方向流过测试模型。
在不同的测量点收集数据，这些点分布在模型的关键区域，以便捕捉到气流的详细信息。
3. 数据处理：将采集到的原始数据进行处理和分析。
这可能包括数据的平滑、插值、归一化以及图形化展示。
通过这些处理，可以更清楚地看到气流的分布情况和流动特征。
4. 结果解释：根据处理后的数据，对气流流形进行解释。
这包括识别气流分离点、回流区、涡流结构等，并分析它们对整体流体动力性能的影响。
5. 优化设计：根据气流流形测试的结果，对设计方案
进行优化。
在汽车工业中，这可能涉及到车辆空气动力学的改进；在建筑环境工程中，则可能关注室内气流的优化，以提高舒适性和能效。
气流流形测试的关键在于精确的测量和深入的数据分析，这有助于工程师理解和控制流体流动，从而在设计阶段就能预见和解决潜在的问题。
随着计算流体力学（CFD）技术的发展，气流流形测试也常常与数值模拟相结合，以获得更为全面和准确的流体流动信息。
热工测量第5章流速测量
5.2 流动方向的测量
3.两管形方向管 在只需要测量气流方向的场合,可用两根针管制成两管形方向管。其斜 角在45°~60°之间,两管要尽量对称,以斜角向外的较常用。如图5-10a所 示,两方向孔的距离小,测量结果受气流横向速度梯度的影响也小,当刚性较 差时,方向管的使用方法大致与复合管相同。
(2)测压管的校验 被校验的测压管与标准测压管读数进行对比实验, 以标准表读数为真值做被校验仪表的校验曲线。由于风速与被测气流的温 度、湿度及大气压等因素有关,对比实验时,应同时测出这些量作为参考因 素。
5.2 流动方向的测量
速度是矢量,不仅有大小,还有方向。方向测量可以分为平面和三维空 间气流的检测。本节主要介绍平面气流的测量。平面气流的测量包括气流 方向和气流速率的测量。测量气流速率的依据是不可压缩流体对某些规则 形状物体的绕流规律;流动方向是通过测量流速在不同方向的变化得到的, 可以在测压管得到不同方向的压力来反映速度的变化。
5.2 流动方向的测量
为了保证安装测压管的位置及方向,通常都在测压管上焊接一方向块, 焊接时尽量使方向块的平面与总压孔2的轴线相平行,方向块的平面就作为 测压管的原始位置,即几何轴线。
在使用时,几何轴线和气动轴线分别对应于坐标架刻度盘上的一个读数, 几何曲线与气动轴线的夹角称为校正角,如图5-8所示。校正角和校正曲线 一样,是在校正风洞上得到的。由于工艺上的原因,气动轴线、几何轴线及 总压孔2的轴线三者不一定平行。气流方向与气动轴线的夹角称为气流偏 角。气流偏角正负的规定:气流方向在基准方向的左侧,取正号;气流方向在 基准方向的右侧,取负号。α以几何轴线为基准方向,αc以气动轴线为基准方 向。
流速测量
流速测量测压管与测速技术热线热膜风速仪激光多普勒测速技术粒子图像测速技术6.0 概述气流速度是热力机械中工质运动状态的重要参数之一。
速度是矢量，它具有大小和方向。
测量气流速度的很多，但在热能动力方面，目前世界上最常用的方法还是空气动力测压法，其典型仪器就是各种测压管。
按用途，测压管可分为总压管、静压管、动压管、方向管和复合管。
伯努利方程是最基本的方程。
伯努利方程对同一条流线有效，只有在进口均匀的流场中才对整个流场有效6.1 测压管与测速技术气流速度测量平面气流测量空间气流测量6.1.1 气流速度测量气体流速低，不考虑其可压缩性；气体流速高，需要考虑可压缩性。
式中ε为气体的压缩性修正系数，它表示了气体的压缩效应的影响。
1．L型动压管(皮托管)考虑气体的压缩效应，有皮托管的结构2. T型动压管总压和静压分别由管口迎着气流方向和背着气流方向的管子引出。
优点：结构简单，制造容易，横截面积小；缺点：不敏感偏流角小，轴向尺寸大，不适于在轴向上速度变化较大的场合应用。
3. 笛型动压管主要用于测量大尺寸流道内的平均动压，以得到平均流速。
按一·定规律开孔的笛形管垂直安装在流道内，小孔迎着气流方向，得到气流的平均总压。
静压孔开在流道壁面上，与笛形管一起组成了笛形动压管。
在保证刚度的前提下，笛形管的直径d要尽量小，常取d/D＝0.04~0.09。
总压孔的总面积一般不应超过笛形管内截面的30％。
6.1.2 平面气流测量平面气流的测量包括气流方向的测量和气流速率的测量。
测量气流速度的依据是不可压缩理想流体对某些规则形状物体的绕流规律。
常用的测压管有二元复合测压管和方向管。
为了准测出气流的方向，要求方向管或复合管对气流方向的变化尽量敏感，这恰恰与总压管、静压管的要求相反。
常见类型1. 圆柱三孔型复合测压管圆柱体上沿径向钻三个小孔，中间的总压孔的压力由圆柱体的内腔引出，两侧方向孔的压力由焊接在孔上的针管引出。
结构简单．制造容易，使用方便，应用广泛。
第二章 烟气参数的测定
2.仪器①标准型皮托管。
标准型皮托管的构造如图5-2-7所示。
它是一个弯成90°的双层同心圆管，前端呈半圆形，正前方有一开孔，与内管相通，用来测定全压。
在距前端6倍直径出外管壁上开有一圈孔径为1mm 的小孔，通至后端的侧出口，用于测定排气静压。
按照上述尺寸制作的皮托管其修正系数为1.99 ±0.01，如果未经标定，使用时可取修正系数K p 为0.99。
标准型皮托管的侧孔很小当烟道内颗粒物浓度大时，易被堵塞。
它是用于测量较清洁的排气。
②S 型皮托管。
S 型皮托管的结构见图5-2-8.它是由两根相同的金属管并联组成。
测量端有方向相反的两个开口，测定时，面向气流的开口测得的压力为全压，背向气流的开口测得的压力小于静压。
按照图5-2-8设计要求制作的S 型皮托管，其修正系数K p 为0.84 ±0.01。
制作尺寸与上述要求有差别S 型皮托管的修正系数需进行校正。
其正，反方向的修正系数相差应不大于0.01。
S 型皮托管的测压孔开口较大，不易被颗粒物堵塞额，且便于在厚壁烟道中使用。
S 型皮托管在使用前用标准皮托管在风洞中进行校正。
S 型皮托管的速度校正系数按下式计算：PS K K = 式中：PS K 、PN K ——分别为标准皮托管和S 型皮托管的速度校正系数； dN P 、dS P ——分别为标准皮托管和S 型皮托管测得的动压值，Pa 。
③U 形压力计。
U 形压力计用于测定排气的全压和静压，其最小分度值应不大于10Pa 。
压力计由U 形玻璃管制成，内装测压也挺i ，常用测压液体有水，乙醇和汞，视被测压力范围选用。
压力P 按下式计算：P g h ρ=⋅⋅式中：P ——压力，Pa ； h ——液柱差，mm ； ρ——液体密度，g/cm 3;在实际工作中，常用mmH 2O 表示压力，这样压力P=ρ*h U 形压力计的误差较大，不适宜测量微小压力。
④斜管微压计，斜管微压计用于测定排气的动压，测量范围0~2000Pa ，其精确度应不低于2%，最小分度值应不大于2Pa 。
流速测量原理与公式
流速测量原理与公式流速测量是水力学中重要的参数之一，常用于水流、液流或气流的测量和流体力学实验中。
根据流速测量原理和公式可以选择合适的测量方法和仪器，并获取准确的流速数据。
第一种是皮托管测压法。
皮托管测压法是利用流体动能原理进行测量流速的原理，根据流体的连续性原理，在管道内流体速度增加时，流体的静压降就会降低，通过测量静压的降幅可以得出流速。
皮托管测压法的公式为v=√(2gh)，其中v为流速，g为重力加速度，h为测得的静压的压差。
第二种是热线法。
热线法基于热传导原理，利用浸入流体的细丝热线在流体中传热速度与流体速度成正比的特点进行测量，通过校正和计算可以得出准确的流速。
热线法的公式为v=k/(R*A)，其中v为流速，k为常数，R为热线的电阻，A为流体横截面积。
第三种是超声波法。
超声波法是利用超声波在流体中传播速度与流速成正比的原理进行测量，通过发送声波并接收反射的声波，经过计算就可以得到流速。
超声波法的公式为v=s/(2t)，其中v为流速，s为测得的传播距离，t为声波的传播时间。
第四种是电磁法。
电磁法是利用电磁感应原理进行测量流速的原理，通过流体中的导电液体通过磁场时会感应出电压的变化，通过测量这个变化可以得到流速。
电磁法的公式为v=E/(B*d)，其中v为流速，E为感应电压，B为磁感应强度，d为测量距离。
第五种是旋转测速仪法。
旋转测速仪法是利用流体通过旋转的传动装置时转速与流速成正比的原理进行测量，通过测量转速可以得到流速。
旋转测速仪法的公式为v=π*d*n，其中v为流速，d为旋转测速仪的直径，n为转速。
总结起来，流速测量的原理是根据不同的物理原理进行测量，公式也是根据相应的原理和测量方法得到的。
根据实际情况选取合适的测量方法，进行准确的流速测量。
电除尘器气流均布试验调试措施(精)
电除尘器气流均布试验调试措施(精)1. 引言电除尘器是一种用于工业烟气净化的重要设备，其作用是利用高电压电场将烟气中的粉尘、烟雾、颗粒物等粘附在导电性较强的收集器上，从而达到净化效果。
在电除尘器的运行过程中，气流均布是一个关键问题。
只有气流能够均布，才能保证收集器上的粉尘、烟雾、颗粒物等能够得到充分的净化。
因此，本文将针对电除尘器气流均布试验调试措施(精)进行详细的介绍。
2. 试验原理电除尘器气流均布试验是通过灰度扫描仪采用数字图像处理技术对收集器上的灰度值进行检测，从而确定收集器上的气流分布情况。
当收集器上的气流均匀分布时，灰度值的分布应该是均匀的。
否则，灰度值的分布将不均匀，出现亮暗不一的情况。
通过对灰度值的检测，可以确定气流分布的情况，从而采取相应的措施进行调整。
3. 试验步骤•步骤一：将灰度扫描仪放置在收集器上方，与收集器垂直距离为0.5米，将扫描仪与计算机相连。
•步骤二：打开扫描仪软件，设置相应参数：扫描模式、分辨率、扫描范围等。
建议采用灰度图像扫描模式。
•步骤三：采取逐行扫描的方式，对收集器上的灰度值进行检测。
检测时应将扫描仪移动一定距离，以便更加准确地获取气流分布情况。
•步骤四：将检测结果保存至计算机硬盘中。
•步骤五：采取相应措施，对气流进行调整。
如有不均匀情况，可以采取调整风口位置、调整风阀开度等方法进行调整。
•步骤六：重复步骤三至步骤五，直至气流均布。
4. 试验注意事项在进行电除尘器气流均布试验时，需要注意以下几点：•确保收集器表面清洁，减少杂质对检测结果的影响。
•确保扫描仪距离收集器垂直距离一致，以便准确定位气流分布位置。
•在调整气流流量时，需要将气流流量调整到稳定状态下进行检测，否则将会影响检测结果。
•在检测过程中，需要保持环境相对稳定，避免其他因素对试验结果造成影响。
5. 结论电除尘器气流均布试验是确保电除尘器有效性的重要试验之一。
通过对气流分布情况的检测，及时采取相应的措施进行调整，才能保证电除尘器的正常运行。
气流的测量
I Rw h * Aw (Tw Tf )
2
电阻发热
对流热交换
I 输入电流, Rw 热线电阻, Tw 和Tf 分别为热线和气流温度, Aw 热线表面积, h 热线的热交换系数.
37
电阻随温度的变化
Rw RRef [1 a(Tw TRef )]
热交换系数随温度的变化
h a bv
11
12
暴风
飓风
28.5－32.6
32.7
103－117
118
56－63
64
11.5
14.0
极少遇到，伴随着广泛的破坏。
10
5.1 风向的测量
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。
静风 软风 轻风 微风 和风 劲风 强风
浪高
米/ 秒
0－0.2 0.3－1.5 1.6－3.3 3.4－5.4 5.5－7.9 8.0－10.7 10.8－13.8
公里/时
<1 1 －5 6－11 12－19 20－28 29－38 39－49
海里/时
<1 1 －3 4 －6 7－10 11－16 17－21 22－27
41
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。 热线长度一般在 0.5～2毫米范围， 直径在1～10微米范 围，材料为铂、钨 或铂铑合金等。
42
优点：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，探头 体积小，对流场干扰小，响应快，能测 量非定常流速；宜应用于室内和野外的 大气湍流实验。 缺点：金属丝过细，易断；对工作环境 要求较高，灰尘不易过多。
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(5-1)
单点总压测量
多点总压测量
（三） 压强测量仪器
(5-1)
U形管压强计 单管压强计
斜管微压计
多管压强计
（四） 压强传感器
(5-1)
应变式压强传感器 压阻式压强传感器 电容式压强传感器 电感式压强传感器 压电式压强传感器
5-2 温度测量
温度测量分为： 接触式测量---------基于热平衡原理 非接触式测量------必须与被测流体接触
（四） 气流紊流度测量
(5-3)
有效雷诺数 用紊流球测量低速气流的紊流度 热线风速仪测量紊流度
5-4 噪声的测量
紊乱、断续或统计上随机的声振荡，称为噪声。 噪声源：空气动力性噪声、机械噪声、电磁性噪声
5-5 数据采集系统简介
思考题和作业
① ②
③
适用于低速、跨音速和超音速等速度范围的静压管 各有哪些特点? 液注式压强计为什么要计及修正系数？应如何确定 该修正系数？ 在下列四种风洞中，欲在模型实验的同时测量实验 段气流的总温，试选择测量的方法： （1）吸气式超音速风洞 （2）吹气式超音速风洞 （3）直流式低速风洞 （4）回流式低速风洞
(5-2)
(一) 气流中温度的感受
(二) 复温系数
(三) 应用热电偶的测温方法
基于热电效应的温度传感器
(四) 应用热电阻的测温方法（金属热电阻和热敏电阻）
借助热电阻的电阻值随温度而变化的特性来测量温度的方法。
(五) 红外测温方法
由光学系统、红外探测器、信号处理系统和显示记录装置来实现。
5-3 气流速度、方向和紊流度测量
（一）气流速度的测量： 皮托-静压管 压强落差法 热线风速仪 激光多普勒测速仪
（二） 马赫数测量
(5-3)
超音速气流
跨音速气流
（三） 气流方向测量ຫໍສະໝຸດ (5-3) 低速气流方向的测量（多孔圆形、球形、四棱锥形探头）
跨音速气流方向的测量（圆锥形探头） 超音速气流方向的测量（圆锥形、尖劈形探头） 热线风速仪测量气流方向
第五章 气流参数测量
5-1 静压和总压测量 5-2 温度测量 5-3 气流速度、方向和紊流度测量 5-4 噪声测量
5-1 静压和总压测量
(一) 静压测量 (二)总压测量 (三)压强测量仪器 (四)压强传感器 (五)压强传递
（一） 静压测量
(5-1)
壁面静压测量
单点静压测量
多点静压测量
（二） 总压测量