热能与动力工程测试技术-第2版-教学课件-严兆大-主编-第七章-流-速-测-量.ppt

1、在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/07236-07A第七章流 速 测 量第一节皮托管测速技术第二节热线(热膜)测速技术第三节激光多普勒测速技术第四节粒子图像测速技术07236-07A第一节皮托管测速技术一、基本构造和测速原理二、二维气流速度的测量三、皮托管的标定07236-07A一、基本构造和测速原理图7-1直角形(L形)皮托管a)带半球形头部的标准皮托管b)带锥形头部的皮托管总压p静压d皮托管头部直径07236-07A

2、一、基本构造和测速原理图7-2笛形皮托管07236-07A一、基本构造和测速原理图7-3测量高含尘量气流的皮托管a)吸气式b)遮板式c)靠背式07236-07A二、二维气流速度的测量图7-4球形三孔测速管构造1赤道面2子午面3三孔感压球形探头4接管5干管6传压管7分度盘8指针9锁紧螺钉10键槽11接嘴07236-07A二、二维气流速度的测量图7-5三孔测速管感压探头的形状a)球形b)尖劈形c)普通圆柱形d)发散圆柱形e)聚合圆柱形07236-07A三、皮托管的标定1)将被标定的皮托管5按图7-7所示的位置进行安装，安装时要保证皮托管的总压孔轴线对准校准风洞的轴线，然后连接好测量管路。2)合理选

3、择标定流速范围，记录各稳定气流流速下校准风洞的标准动压值h和被标定皮托管的动压值h1。3)整理记录数据，或拟合成标定方程，或绘制成标定曲线，以备查用。07236-07A三、皮托管的标定图7-7射流式校准风洞测量系统1稳流段2总压管3收敛器4静压测孔5被标定的皮托管6、7微压计07236-07A第二节热线(热膜)测速技术一、热线风速仪的基本构造二、热线风速仪的工作原理07236-07A一、热线风速仪的基本构造图7-8热线探头a)一元热线探头b)热膜探头c)三元热线探头07236-07A二、热线风速仪的工作原理1.恒流式2.恒温(恒电阻)式07236-07A1.恒流式图7-9热线风速仪工作原理图a

4、)恒流式b)恒温(恒电阻)式07236-07A2.恒温(恒电阻)式在热线风速仪工作过程中，通过调节热线两端的电压以保持热线的电阻不变，这样就可以根据电压值的变化，测出热线电流的变化，进而计算流速。07236-07A第三节激光多普勒测速技术1)对流场无干扰。2)输出特性的直线性相当好，不必进行标定。3)除流体折射率外，测量精度不受其他物理参数的影响。4)空间分辨率高、无惯性，因而频响特性好。5)测速范围广，可以从10-3mm/s级的低速到超声速。6)测量方向特性稳定。7)可以测量逆流现象中循环流的湍流速度成分。一、激光多普勒测速原理二、测量多普勒频移的基本光路系统07236-07A第三节激光多普

5、勒测速技术三、流速方向的判断四、多维流速的测量五、多普勒测速系统的激光器和散射微粒07236-07A一、激光多普勒测速原理图7-10激光多普勒效应测量流速的原理示意图07236-07A一、激光多普勒测速原理07236-07A二、测量多普勒频移的基本光路系统1.参考光束系统2.单光束系统3.双光束系统07236-07A1.参考光束系统图7-11参考光束系统光路示意图LS激光器S分光镜M反射镜透镜P运动的微粒N光阑透镜PD光电检测器07236-07A2.单光束系统图7-12单光束系统光路示意图LS激光器P运动的微粒L透镜S分光镜M反射镜PD光电检测器07236-07A3.双光束系统图7-13双光束

6、系统光路示意图LS激光器S分光镜M反射镜透镜P运动的微粒N光阑透镜PD光电检测器07236-07A三、流速方向的判断图7-14带有频移装置的双光束光路系统LS激光器S分光镜M反射镜、声光器件D驱动源L透镜P运动的微粒PMT光电倍增管FT频率跟踪装置07236-07A三、流速方向的判断图7-15存在移动干涉条纹的测量区07236-07A四、多维流速的测量图7-16二维参考光束系统光路LS激光器S分光镜M反射镜L透镜P运动的微粒P、P光电检测器07236-07A五、多普勒测速系统的激光器和散射微粒1.激光器2.散射微粒07236-07A1.激光器激光多普勒测速仪所采用的激光器主要有两种：氦氖激光器

7、(波长632810-10m)和氩离子激光器(波长488010-10m或514510-10m)，其中使用最多的是氦氖激光器。07236-07A2.散射微粒表7-2各种被测流体适用的散射微粒07236-07A第四节粒子图像测速技术一、粒子图像测速(PIV)原理二、粒子图像测速(PIV)信号处理三、粒子图像测速(PIV)技术的应用和发展07236-07A一、粒子图像测速(PIV)原理1.PIV基本原理2.PIV系统组成07236-07A1.PIV基本原理图7-17粒子图像测速原理07236-07A2.PIV系统组成图7-18PIV系统的基本组成07236-07A二、粒子图像测速(PIV)信号处理从粒子图像中提取速度信息要解决的关键问题是粒子对的关系分析和位移方向的判断。07236-07A三、粒子图像测速(PIV)技术的应用和发展(1)假设空气可压缩(2)假设空气不可压缩07236-07A三、粒子图像测速(PIV)技术的应用和发展图7-19内燃机缸内流动PIV测量系统