气流速度测量实验
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。
管道风量风速实验报告
一、实验目的1. 了解管道风量风速测定的原理和方法。
2. 掌握使用风速仪和风量仪进行实际测量的操作技能。
3. 分析管道内风速分布和风量的影响因素。
二、实验原理管道内风速和风量的测定是通风空调系统设计、施工和运行维护的重要环节。
实验原理基于流体力学中的伯努利方程和连续性方程。
伯努利方程：\(P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \text{常数}\)其中，\(P\) 为流体压力，\(\rho\) 为流体密度，\(v\) 为流速，\(g\) 为重力加速度，\(h\) 为高度。
连续性方程：\(A_1v_1 = A_2v_2\)其中，\(A_1\) 和 \(A_2\) 分别为管道截面面积，\(v_1\) 和 \(v_2\) 分别为管道两端的流速。
通过测量管道内的压力和流速，结合上述方程，可以计算出管道内的风量和风速。
三、实验仪器1. 风速仪：用于测量管道内的风速。
2. 风量仪：用于测量管道内的风量。
3. 压力计：用于测量管道内的压力。
4. 管道：实验用管道，直径和长度根据实验要求确定。
5. 计算器：用于数据处理和计算。
四、实验步骤1. 将实验管道安装好，并连接好所有实验仪器。
2. 确定测量断面，选择在气流平稳的直管段上。
3. 在测量断面上设置多个测试孔，并确保测试孔的位置符合要求。
4. 使用风速仪和风量仪进行测量，记录数据。
5. 根据测量数据，使用伯努利方程和连续性方程计算风量和风速。
6. 对实验数据进行整理和分析。
五、实验数据1. 测量断面直径：\(D = 0.5 \, \text{m}\)2. 测量断面长度：\(L = 10 \, \text{m}\)3. 测量断面风速：\(v = 3 \, \text{m/s}\)4. 测量断面压力：\(P = 1000 \, \text{Pa}\)5. 空气密度：\(\rho = 1.2 \, \text{kg/m}^3\)六、实验结果与分析1. 根据伯努利方程，计算管道内压力损失：\(\Delta P = P_1 - P_2 = \frac{1}{2}\rho v_1^2 - \frac{1}{2}\rho v_2^2\)其中，\(P_1\) 和 \(P_2\) 分别为管道两端的压力。
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。
室内气流组织测定
室内气流组织测定实验指导书2008年3月实验：室内气流组织测定一、实验目的1．通过对空调房间的温度、湿度、风速的测定，检查空气处理设备的实际工作能力及空调房间的温度场、速度场的分布情况，从而进一步理解空调房间的舒适度的概念。
2．通过对空调房间的各项指标的测试，了解空调房间的送风、回风口的配置。
3．学会测量仪器工具的使用方法。
二、实验仪器红液温度计（0~150℃、±℃）、湿度计、QDF热球风速仪，单元式空气调节机组、玻璃钢冷却塔。
三、实验内容1．空气状态参数测定当空调系统运行基本稳定后，在室内工作区里选定一些具有代表性的点（一般不少于5个），所选的测定点应尽可能位于气流比较稳定而且空气混合比较均匀的断面上。
测定点高度应离地面1.5~2m，离外墙不少于0.5~1m，且须远离冷热源表面和不受阳光直射。
再选取送风口和回风口的中心作为固定测点。
选定测定点后，将温度计安装在测定点位置，经3~5分钟后，待温度计读数稳定后才能读数记录。
测量湿度时，湿度计的安装方法和温度计相同，读数步骤也相同。
测定数据每隔0.5~1小时进行一次。
．风量的测定2．在稳定的空调房间内，我们可以通过对风口风速测定得到风量，进出风口的风速可直接用风速仪器测量，测量进出口风速时，风速仪要尽可能的靠近进出风口的中心位置，以减少误差。
每隔0.5~1小时测量一次。
3．室内气流组织的测定空气气流速度是指在工作区内的气流速度，一般要求普通空调房间工作区的风速不超过0.5m/s，这项测定可以选定用于测定室内空气状态的测定点位置同时进行。
四、数据处理1．湿度室内工作区的湿度可简化计算为各个测定点的湿度的算术平均值。
2．风速室内工作区的风速可简化计算为各个测定点的风速的算术平均值。
3．温度室内温度的计算：?t i?t n式中，——各测定点多次测定的温度的算术平均值；ti ——测定点数量。
n4．送风口风量的测定计算送风口风量测定的计算L=CVF——修正系数，对于送风口C=0.96~1.0；C——风口断面的平均速度；V——风口的轮廓面积。
测量呼吸速率的实验方法
测量呼吸速率的实验方法呼吸速率是评估一个人或生物体呼吸系统功能的重要指标之一。
通过准确测量呼吸速率，我们可以了解到呼吸系统的健康状况以及身体代谢的情况。
本文将介绍一种简单可行的实验方法来测量呼吸速率。
实验材料：1. 计时器2. 计数器或标记笔3. 报纸或纸张4. 宽口瓶或塑料袋5. 填充物（如小珠子、豆子等）6. 饮用管7. 实验对象（人或动物）实验步骤：第一步：准备工作1. 在报纸或纸张上绘制一个标记线，将其固定在实验对象的胸部位置。
2. 根据实验对象的个人情况，选择合适大小的宽口瓶或塑料袋，并在其中加入适量的填充物，以保持其在实验中的稳定性。
3. 将饮用管插入宽口瓶或塑料袋的小孔中。
第二步：实验操作1. 实验对象坐下或站立，并保持稳定的姿势。
2. 实验操作者将饮用管的一端放置在实验对象的口中，确保其尖端与口腔呼吸通道相连，并用手指轻压住实验对象的鼻子，防止通过鼻腔呼吸。
3. 实验操作者启动计时器，并开始观察实验对象的呼吸。
第三步：数据记录1. 实验操作者在计时器上记录实验开始的时间。
2. 当实验对象开始呼吸时，操作者开始计数，并记录每一次呼吸的时间间隔。
可以使用计数器或标记笔在纸上标记呼吸次数。
3. 持续观察和记录，直至呼吸达到一定次数（如30次）。
第四步：计算呼吸速率1. 根据记录的时间间隔，计算每分钟的呼吸次数。
例如，如果记录了30次呼吸，而实验时间为1分钟，则呼吸速率为30次/分钟。
2. 重复实验并取平均值，以提高测量结果的可靠性。
注意事项：1. 在进行实验前，请确保实验对象没有进食过多，避免活动过程中影响呼吸速率的准确性。
2. 实验对象需要放松并遵循操作者的指示，保持稳定呼吸，以确保实验结果可靠。
3. 实验操作者需要小心握持实验材料，确保实验的安全进行。
4. 呼吸速率的测量结果可以受到多种因素的影响，如体温、情绪等，请在合适的环境下进行实验。
总结：通过以上简单实验方法，我们可以准确测量呼吸速率，从而了解人体或生物体的呼吸系统功能。
气流流型测试方法
气流流型测试方法是一种用于确定气流流型的实验方法。
这种方法通常用于研究流体力学、空气动力学和流体流动的特性。
以下是几种常见的气流流型测试方法：
1. 烟雾法：通过向气流中释放烟雾或颜色染料，观察其在气流中的传播和变形情况，从而确定气流的流线和流动特性。
2. 压力分布法：通过在气流中放置压力传感器，测量不同位置的压力分布情况，从而推断气流的速度和方向。
3. 激波法：利用激波管或激波板，通过产生激波来探测气流的流动情况。
激波的传播和反射情况可以提供有关气流的信息。
4. 粒子图像测速法（PIV）：通过在气流中悬浮微粒，并使用激光光束照射微粒，然后使用高速摄像机捕捉微粒在不同时间间隔内的位置，从而计算出气流的速度和流线。
5. 热线法：通过在气流中放置细丝状的热线，测量热线周围的气流对热线的冷却效应，从而推断气流的速度和流向。
这些方法可以单独或结合使用，以获得更准确和全面的气流流型信息。
建筑物理实验报告（步骤及测量数据）
建筑热工部分实验一室内外热环境参数的测定一、实验目的与内容通过实验，使学生了解室内外热环境参数测定的基本内容，初步掌握常用仪器仪表的性能和使用方法，明确各项测定应达到的目的。
室内外热环境参数的测定共有三个部分的内容：（一）温度的测定；（二）空气相对湿度的测定；（三）气流速度的测定。
二、测定的方法与步骤（一）温度的测定本试验与试验（二）空气相对湿度的测定共同完成，通风干湿球温度计中干球温度计的指示值即为室内的温度。
记录在试验报告表1中。
（二）空气相对湿度的测定1、仪器：通风干湿球温度计，2人一组。
2、将通风干湿球温度计挂于支架上，感温包部距地面高 1.5m，在每次测定前5分钟（夏季）至10分钟（冬季）用蒸馏水均匀浸润湿求感温包纱布。
用钥匙上紧发条后，戴3~4分钟等温度计读值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。
读值时要先读小数，后读整数。
记录在实验报告表2中，并查出相对湿度。
（三）气流速度的测定1、设备：QDF热球式电风速仪，2人一组。
2、步骤：⑴使用前观察电表的指针是否指于零点，如有偏差可轻轻调整电表上的机械零螺丝，使指针指向零点。
⑵“校正开关”置于“断”的位置，“电源选择”开关置于所选用电源处。
用仪器内部电源，将四节一号电池装在仪器底部电池盒内，“电源选择”开关拨至“通”的位置。
⑶将测杆插在插座上，测杆垂直向上放置，螺塞压紧，使探头密闭，“校正开关”置于“满度”的位置，慢慢调整“满度粗调”和“满度细调”两个旋钮，使电表在满刻度的位置。
⑷“校正开关”置于“低速”的位置，慢慢调整“零位粗调”和“零位细调”两个旋钮，使电表指在零点的位置。
⑸轻轻拉动螺塞，使测杆探头露出，即可进行0.05~5米/秒风速的测定，测量时探头上的红点面对风向，从电表上读出风速的大小，根据电表上的读数，查阅所供应的校正曲线，查出被测风速。
(6) 如果5~30米/秒的风速，在完成3、4 步骤后只要将“校正开关”置于“高速”位置，即可对风速进行测定，根据电表读数查阅所供应得高速校正曲线。
现代工程控制中的测试与检测技术(11 LDV和PIV)
1 r a v K r 1 c
v K i 1 c i v K r 1 c
I与R之间的频率偏移
1 c 1 r i i v K r 1 c v K i v K r K i ) i c v K r 1 c
v R ( ) v R ( 0 ) a b cos
a、 b为常数，由实验决定，通 常，a=0.15~0.20，b=0.85~0.80
测量方法 ① 直接测量法（对向测量） 在XOY平面内转动热线，使E最大。气流方向在XOY内 且与热线垂直。 测得E，由E ~ vR，可求得vR（= v）； ② 间接测量法（不对向测量） 置热线探头于XOY平面，测得桥项电压E1。 将热线探头在XOY内转动角，测得桥电压E2。 由E ~ vR可得vR1和vR2，解联立方程得v和
v1 光源 P1
光学多普勒效应
v2 接收
P2
P1
v 1t 1
l
ct1
l c t 1 v 1t 1
1 v1 (c v1 )
t2
l
(c v 2 )
2 ν1
(c v 2 ) (c v1 )
传播方向单位向量 。 光接受器R：光频2 ，R运动速度 v 2 。 光学多普勒效应给出光源与光接受器之间频率关系：
一.激光多普勒测速原理 基本原理简述：当激光照射到跟随流体一起运动的 微粒（示踪颗粒）上时，激光被运动着的微粒所散射。 散射光的频率和入射光的频率相比较，有正比于流体速 度的频率偏移。测量这个频率偏移，就可以测得流体速 度。 1. 光学多普勒效 应及频移方程 光源与光接受器 之间存在相对运动时， 发射与接受到的光波 频率会发生偏移，其 大小与相对速度有关。 此谓光学多普勒效应。
- 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、"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、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)。
成绩
西安交通大学实验报告
课程： 实验日期 年 月 日 专业班号 组别 交报告日期 年 月 日 姓
名
学号
报告退发 （订正、重做） 同组者
教室审批签字
实验六 气流速度测量实验
实验目的
1. 通过实验，掌握利用空气动力探针测量风管内气流速度的方法，以及相关仪器仪表的
使用。
2. 通过实验，掌握毕托管和三孔探针测量气流速度的原理，并了解其结构。
实验装置简图
原始数据
用毕托管测量气体流速
符号 名称 单位 1 2 3 4 5 6 7 8 h 0 中孔与大气压差 Pa 1495.7 1485.9 1471.2 1505.4 1525.0 1554.3 1583.6 1613.0 Δh 2 中孔与侧孔压差
Pa 977.6 884.7 782.0 684.3 596.3 488.8 391.0 293.3 p a 大气压 Pa 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 t
环境温度
℃
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
用三孔探针测量气体流速
符号
名称
单位 1 2 3
4
5 6 7
8
Δh 2−1 中孔2与侧孔1压差 Pa 1026.4275
977.55
782.04 674.5095 596.3055
430.122
312.816 205.2855
Δh 2 中孔2与大气压差
Pa 1309.917 1349.019 1368.57 1388.121 1412.55975 1427.223 1466.325 1505.427 p a 大气压 Pa 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 96700 t
环境温度
℃
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
23.1
实验名称
数据处理
毕托管测速数据处理
名称 公式
单位 1
2
3
4
5
6
7
8
气流压力 p =p a +(ℎ0−Δℎ2) Pa 97218.1 97301.2 97389.2 97521.1 97628.7 97765.5 97892.6 98019.7 气流密度 ρ=
p
R ×(t +273)
kg/m 3 1.144 1.145 1.146 1.148 1.149 1.150 1.152 1.153 气流动压 p d =k u ×Δℎ2 Pa 975.59 882.91 780.48 682.92 595.11 487.80 390.24 292.68 气流速度 u =√2p d
ρ
m/s
41.30
39.27
36.91
34.50
32.19
29.12
26.03
22.53
注：k u =0.998
三孔探针测速数据处理
名称 公式
单位 1 2 3 4 5 6
7
8
气流静压
p s =Δℎ2−
k 0×Δℎ2−1
k 0−k 1
Pa
281.4
369.5
585.0
712.3
815.1
996.2 1152.9 1299.7
气流密度 ρ=
p a +p s
R ×(t +273)
kg/m 3 1.141 1.142 1.145 1.146 1.147 1.150 1.151 1.153
气流动压
p d =Δℎ2
k 0−k 1
Pa 1312.5 1346.3 1365.8 1385.3 1409.7 1424.4 1463.4 1502.4
气流速度 u =√2p d
ρ
m/s 47.96 48.55 48.85 49.16 49.57 49.78 50.42 51.05
注：k 0=1,k 0−k 1=0.998
毕托管测得气流速度与压差曲线图
05101520253035
40450
10020030040050060070080090010001100
气流速度(m /s )
中控与侧孔压差(Pa)
三孔探针测得气流速度与压差曲线图
思考题
1. 什么是气流压力和气流静压？他们之间有什么关系？
气流压力是气流总压，包括动压和静压的两部分，气流压力是气流制止时对制止点壁面造成的压力，气流静压是气流运动时对壁面造成的压力。
2. 毕托管和三孔探针各有何优缺点？
毕托管要求必须正对来流方向，三孔探针可以选择使用对向测量和非对向测量，非对向测量的方法不要求必须正对来流方向。
毕托管结构简单、价格便宜、原理上可以达到较高精度，三孔探针非对向时使用查表法，原理上不如毕托管好。
3. 影响测量精度的因素有哪些？
导流板的效果、测压管是否正对来流方向、电源波动、鼓风机进口附近人员走动导致阻力变化、U 形管中液体稳定时间。
4. 分析测量误差和曲线图。
三孔探针的波动较大可能是因为稳定时间不够引起的，需要尝试加长稳定时间，以得到更好的数据。
48.0
48.549.049.550.050.551.0
51.552.00
100200300400500600700800900100011001200
气流速度(m /s )
中孔2与侧孔1压差(Pa)
拓展
三孔探针角度与压差关系记录表
单位：0.1mmH 2O
角度(°) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Δh 3−1 1160 1300 1480 1520 1530 1420 930 120 -630 -920 Δh 2−1 1030 1470 1500 1200 710 120 -460 -990 -1340 -1390 Δh 2 -100 -200 -100 240 650 1000 1210 1310 1300 1170 Δh 1 -930 -1270 -1400 -1440 -1360 -1120 -750 -320 40 220 Δh 3
230
30
80
80
170
300
180
-200
-590
-700
注：前三组数据是测量得到的，后两组数据是根据前三组数据计算得到的。
原始数据图
三孔探针角度与压差关系图
数据分析
Δh 3可能因为是因为连续叠加了两个差值，误差较大，图形不太规则。
从图中可以看到量角器在83°左右时是三孔探针正对来流方向，此时1、3两孔压力相等。
-2000
-1500-1000-5000500100015002000
010
20
30
40
50
60
70
80
90100110
U 形管读数(m m H 2O )
三孔探针角度(°)
Δh(3-1)
Δh(2-1)
Δh2
-2000
-1500-1000-5000500100015000
10
20
30
40
50
60
70
80
90100110
三个孔与大气压差(m m H 2O )
三孔探针角度(°)
Δh2
Δh1
Δh3。