风速(量)测试方法探讨

    1  引 言

    流动测试是一种跨行业、跨部门、跨学科的测试应用。流动形式复杂多样，随着科学技术的进步，对流场参数精确度的要求越来越高，同时对测量技术提出了更高要求。新的测量技术要能够适应单点向多点、单相向多相、平面向空间、稳态向瞬态的测试需求。在实际工程测试中，压力的测量是通风工程计算、空气流动的最基本概念。目前工业上测量风量装置的工作原理基本是一样的 （除了轻便风速计），都是根据伯努利方程，通过测量不同位置的感压孔之间的压差，确定管内流速。在计算风速（量）的过程中需要用到以下过程量：介质的温度、用户所在地大气压（年平均）Pa、风道断面尺寸（内尺寸，宽x高x厚）mm 、介质压力Pa。   

    目前，测量风速所使用的仪器设备大致分为四种：比托管、机械式风速计、数字差压计、热线（膜）风速仪。

    2  各种风速仪的简介

    2.1  比托管

    使用比托管(压力值)计算风速需要测出流体的密度，而流体的密度随温度的变化而变化，故温度的测量要求比较严格。管道连接好后，根据估算的压力范围选择合适量程的比托管，比托管全压接头接压力传感器的高压端，静压接头接压力传感器的低压端。进风、出风温度在风管横截而中心稳流区测量，取吐次测量结果的算术平均值。测量出风动压时，应使毕托管垂直于风筒壁，测量头对准气流方向，保证与风筒轴心线平行，其偏斜度不大于150。当管道等效直径不大于100mm时，可以只选择一个测点。测点位置宜选择在管道轴线上，也可选择在刚性侧壁上。当管道等效直径大于300mm时，应沿管道横截而选择多个测点，一般选择的测点不得少于8个，推荐测点位置见图1。

    各测点到中心距离按式(1)计算:

式中:Ri一从风筒中心到第i个筒环上测点的距离，mm

    R一风筒半径，mm;

    i一从风筒中心算起的圆环顺序号;

    m一风筒截而上划分的圆环数量（在上图中取2）。

    计算时取比托管测量的动压值，按照式(2)算出平均动压值，然后按(3)式确定风速:

    由于管道内的风速一般最大只有每秒数十米，使得相对全压、静压和速压值在比托管上显示较小，仅有几帕至几百帕俘点几个毫米水柱至几十个毫米水柱)。因此，读数所产生的误差较大，在常温常压（20℃）时，风速达到13.3m/s时，比托管上的压头只有l0mmH₂o，在倾斜度为0.2的倾斜式微压计上液柱的长度也只有50mm。在读数时产生的误差就比较大。