風(fēng)速計(jì)(anemometer)是測量空氣流速的儀器,。它的種類較多,,氣象臺(tái)站常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計(jì),,它由3個(gè)互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)分,空杯的凹面都順向個(gè)方向,。感應(yīng)分安裝在根垂直旋轉(zhuǎn)軸上,,在風(fēng)力的作用下,風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),。
作原理
風(fēng)速計(jì)其原理是將根細(xì)的金屬絲放在流體中,,通電流加熱金屬絲,使其溫度于流體的溫度,,因此將金屬絲風(fēng)速計(jì)稱為"熱線",。當(dāng)流體沿垂直方向流過金屬絲時(shí),將帶走金屬絲的分熱量,,使金屬絲溫度下降,。根據(jù)強(qiáng)迫對流熱交換理論,可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式,。標(biāo)準(zhǔn)的熱線探頭由兩根支架張緊根短而細(xì)的金屬絲組成,。金屬絲通常用鉑、銠,、鎢等熔點(diǎn),、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,,長為2 mm;小的探頭直徑僅1μm,,長為0.2 mm。根據(jù)不同的用途,,熱線探頭還做成雙絲,、三絲、斜絲及V形,、X形等,。為了增加強(qiáng)度,有時(shí)用金屬膜代替金屬絲,,通常在熱緣的基體上噴鍍層薄金屬膜,,稱為熱膜探頭。熱線探頭在使用前須行校準(zhǔn),。靜態(tài)是在風(fēng)洞里行的,,測量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫成標(biāo)準(zhǔn)曲線;動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)是在已知的脈動(dòng)流場中行的,,或在風(fēng)速儀加熱電路中加上脈動(dòng)電信號(hào),校驗(yàn)熱線風(fēng)速儀的頻率響應(yīng),,若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補(bǔ)償線路加以改善,。
0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個(gè)區(qū)段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;速:40至100m/s。風(fēng)速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的測量;風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭測量5至40m/s的流速效果理想;而利用皮托管則可在速范圍內(nèi)得到結(jié)果,。正確選擇風(fēng)速儀的流速探頭的個(gè)附加標(biāo)準(zhǔn)是溫度,,風(fēng)速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達(dá)+-70C,。特制風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪探頭可達(dá)350C,。皮托管用于+350C以上。
用途
風(fēng)速計(jì)1,、測量平均流動(dòng)的速度和方向,。
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2.測量來流的脈動(dòng)速度及其頻譜。
3.測量湍流中的雷諾應(yīng)力及兩點(diǎn)的速度相關(guān)性,、時(shí)間相關(guān)性,。
4.測量壁面切應(yīng)力(通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來行的,原理與熱線測速相似),。
5.測量流體溫度(事測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線,,然后根據(jù)測得的探頭電阻就可確定溫度。
應(yīng)用
除了風(fēng)速外同時(shí)還可以測風(fēng)溫,、風(fēng)量,。有很多行業(yè)都需要用到風(fēng)速儀,推薦使用的行業(yè):出海捕撈業(yè),、各類風(fēng)扇制業(yè),、抽風(fēng)排氣系統(tǒng)的行業(yè)等等。
風(fēng)速計(jì)不同的季節(jié)及不同的地理形勢,,會(huì)令到大氣中的風(fēng)向不斷變動(dòng),。風(fēng)向可幫助我們預(yù)測及研究氣候的變化。研究風(fēng)向需要使用風(fēng)速計(jì),。風(fēng)速計(jì)的箭羽份會(huì)隨風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng),。風(fēng)速計(jì)需裝置於沒有建筑物或樹木等,阻擾風(fēng)移動(dòng)的地方,。熱式電風(fēng)速計(jì),,用在采暖、通風(fēng),、空氣調(diào)節(jié),、氣象、農(nóng)業(yè),、冷藏干燥,、勞動(dòng)衛(wèi)生調(diào)查等各方面,,需要測定室內(nèi)外或模型的氣流速度時(shí)都可使用,是種測量低風(fēng)速的基本儀器,。