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图1.1 毕托管结构图
1.3.2 热线风速仪测量原理
热线测速技术是一种非常重要的测量流体速度与方向的技术, 根据热平衡原理,当热线置于介质(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,在热线没有其他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。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,就可以得到通过热线处流速的大小和方向[7]。 热线风速仪的热线，常用的敏感元件是具有0.5～10μm直径、0.5～2 mm长的金属丝，其常用材料是钨丝、铂丝或铂铱合金丝。实验中采用热线材料铂丝作为热敏感元件进行热线风速仪的调试和测量[8]。 只要测量出热线的对流换热系数,那么就可以根据其基本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[9]。恒温流速计主要由一个惠斯通电桥和一个伺服放大器组成。当电桥平衡时,伺服放大器的两个输入端没有电压差。作用在探测器上的流速发生变化时,就会影响传感器的温度,使它升温或降温。由此造成的电阻变化,可使伺服放大器的两个输入端产生电压差。伺服放大器的输出电压按一定的相位关系加到电桥的顶端,使它自动升高或降低电桥的工作电压,从而使传感器恢复原来的温度[10]。