风速仪工作原理

　　如果热线风速仪受到污染，一定要清洗完才可接着使用，一般清洗的方法有超声波、酒精、化学、加热等。

　　热线风速仪是一种先进的专门用于流速测量的新仪器，我们大家可以利用它比较精确地测量和研究复杂的流动，使得研究由实验测得的速度信号(包括一维、二维、三维)成为可能，也方便进行数据处理与分析。

　　利用热线风速仪可以非常准确地测量流速，特别是对于微风速的情况，可以很准确地测量出其流速，这些都是比托管等其它的测量流速的仪器所不能够达到的。这就要求热线风速仪的灵敏度要高，空间分辨率要大，同时要可承受一定的冲击负荷，只有这样，热线风速仪才可以很灵敏地测量出微风速，而且不会对流场有很大的影响。由于热线风速仪一般都比较昂贵，要求的精度也比较高，所以应用起来受到一定的限止，为了能够更好的保证它的灵敏度和准确度，有必要在使用前源自文库热线风速仪进行自校准 (标定)。

　　根据热平衡原理，当风速仪中的热线置于介质(流场)中并通以电流时，热线中产生的热量应与之耗散的热量相等。换言之，在风速仪热线无另外的形式的热交换条件下，加热电流在热线中产生的热量应等于热线与周围介质的热交换。根据King公式，我们大家可以近似的得到换热表面的努谢尔数与雷诺数之间的关系，也就是说，只要知道换热系数，就能够获得通过风速仪热线处流速的大小和方向。

　　很多情况下要求风速仪得出流体的雷诺数，因为一般的对流换热都直接与雷诺数有关，对于紊流的雷诺通常能表示为，

　　由热平衡原理，在不考虑热辐射的前提下，风速仪热线的热耗散应该等于电流流过风速仪热线所产生的热量。

　　到目前为止，人们根据光学、力学以及热力学等领域的研究成果开发了很多测量流体流场的测量仪器，比如有早期的比托管和风速仪，后来的热线热膜风速仪(HWA)，以及近期出现的激光流速计((LDV)等等。比托管的结构相对比较简单，使用起来更便捷，坚实可靠，价格低，但是其测速的范围比较窄，一般用来测量旺盛湍流的平均流速，所以测量的速度一般比较高，而且其仅能测量二维流场，不能敏感反向流动，不能测量湍流流动的流场分布。热线风速仪可以在一定程度上完成连续测量，信噪比好，且能分离和测量三维流场，测量的范围比较大，且能非常准确地测量微风速，它的灵敏度非常高。鉴于热线风速仪的这些优点，现在被广泛地应用与各种领域，比如测量模拟风洞的速度场，换热管肋片周围的速度场，内燃机的流动特性等。

　　只要测量出风速仪热线的对流换热系数，那么就能够准确的通过其基础原理来计算测量点的风速。如果流场是稳定的，那么利用热线风速仪测得就是静态数据，即成为热线风速仪静态响应。对于静态响应，其流场不随时间的变化而变化，同样温度场也不随时间变化而变化，这样就能够准确的通过King公式得到:

　　在很多的生产的全部过程中要求我们风速仪对某流场要进行连续的测量，要反映出流场的瞬时值，以便对换热过程有更深的认识。这就要求我们也可以进行动态测量，实时地反映出流场随时间的变化过程。

　　换热面附近流体的速度场、温度场以及通过风速仪热线的电流发生明显的变化都可能会导致热线热平衡的失衡，于是必定会有某个常数发生变化减缓这种热的不平衡，比如速度场随电流的变化而变化。根据动态响应的工程，我们大家可以得到

　　在实际生产中遇到最多的就是紊流情况，而现在人们对紊流的研究还是停留在实验的基础之上，在理论上的研究还不够深入，特别是对紊流流场的分析和计算以及紊流状态下对流换热系数的确定都还不能从理论上得到完全满意的答案，风速仪或多或少存在误差，而且很多的计算流场的公式都是在实验的基础之上进行一定的假设和简化，使之在数学上可解。也就是说，目前人们对紊流的研究还不够深入，这其中主要的原因是因为没有很好的方法准确地描述紊流的流场和准确地求解紊流的流场，而且很多关于紊流流场的假设都不能获得很好的实验验证，因此就要求能够对紊流常数进行一定的测量，以便为理论研究提供较为可靠的实验数据。对于恒流式热线热线风速仪的基本工作原理

　　热线测速技术是一种很重要的测量流体速度与方向的技术，己经有近一百年的历史，它为流体速度的测量作出了巨大的贡献，并且在20世纪60年代以后几乎垄断了湍流脉动测速领域。按照热线热平衡原理可以将热线分为恒流风速仪和恒温风速仪。由于恒温风速仪热滞后效应很小，频率响应很宽，反应快速，而恒流风速仪则不具备上述特点，因此，恒温风速仪的出现成为热线技术逐步发展的重要标志。热线风速仪器测量速度的基础原理是热平衡原理，利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速，风速的变化会使金属丝的温度产生一些变化，由此产生电信号而获得风速。

　　利用标准风洞，标准测速装置等测速设备求出3种稳态流动时的E (Eo, E, , EZ)和u,, u2，

　　如果保持风速仪热线的温度不变，那么通过风速仪热线的电流就随通过热线处的速度场的变化而变化，通过一系列分析电流的变化就可以准确地分析速度场的变化。

　　测非纯净气体时，一般刚焊接好的热线探头较清洁，而在排气管流场测量中的热线探头将受到混在排气中润滑油与水蒸气的污染。为了使标定前热线探头的工作特性尽量和实测状态的工作特性一致，将焊接好的热线探头置于实测的排气流场中，经试验约4小时之后，热线探头的特性可基本稳定，经以上预处理之后再进行标定可提高热线)

　　我们能够正常的看到，只要风速仪能测得流场中的某点的瞬时流速就能够获得该流场的紊流参数。